钢-混凝土简支组合梁的非线性有限元分析

钢-混凝土组合梁能够充分发挥钢梁的抗拉强度和混凝土的抗压性能,是一种性能优越的组合结构。根据组合梁的特点,选取适合的单元类型及本构关系,探讨其网格划分和加载方式,建立了一套适用于组合梁的有限元建模方法。模拟已有试验,对比分析荷载-挠度曲线,两者计算结果吻合良好,验证了所建有限元模型是可靠的。然后利用有限元模型对组合梁的滑移特点进行了分析,得出了一些有益的结论:极限状态下,最大滑移并不在梁端,而在距梁端约200 mm的位置,说明这个部位分配的剪力最大,并且抗剪连接度越高,这种情况越明显;抗剪连接度较低时,组合梁混凝土强度等级对滑移影响不大,抗剪连接度较高时,相同荷载作用下,组合梁混凝土强度等级越高,界面产生的滑移越大。可以根据组合梁的这些特点,合理布置抗剪栓钉,减小界面滑移,提高组合梁的承载力。     

钢-混凝土组合梁截面刚度的分析

建立了考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及截面的塑性发展对钢-混凝土组合梁截面刚度影响的组合梁刚度计算模型,进行了理论推导.应用偏心板单元和偏心连接单元编制了钢-混凝土组合梁非线性有限元分析程序NACB2.0,利用NACB2.0及ANSYS进行了组合梁非线性分析,计算了组合梁在各级荷载下的挠度值,确定了组合梁的弹性截面刚度和塑性截面刚度,得出了截面刚度计算公式,并与规范中的换算截面法和现有的试验结果进行了对比.结果表明:滑移效应及塑性发展在一定程度上使组合梁的截面刚度比按照换算截面得到的刚度低,不可忽略;理论分析和推导与试验结果吻合很好.     

钢-混凝土组合梁疲劳性能的有限元分析

目的为提高组合梁的抗疲劳寿命,研究组合梁疲劳性能．方法采用ANSYS软件包对组合梁的疲劳性能进行数值模拟与研究,通过建模对其施加疲劳荷载,计算具有不同配筋率和混凝土抗压强度的7根组合梁应力幅和疲劳寿命,得到了相应的s—N过程曲线,并与组合梁的试验结果和国际相关规范进行了比较．结果混凝土抗压强度从36．4MPa提高N41．8MPa,疲劳寿命提高了1．48倍;其他条件相同的情况下,应力幅提高9．9／MPa,试验和有限元计算疲劳寿命提高12．8万次和24万次．结论配筋率、混凝土强度和应力幅值是影响组合梁疲劳寿命的主要因素,配筋率比混凝土抗压强度影响更显著．     

预应力钢-混凝土组合梁非线性有限元解法

为了研究预应力钢-混凝土组合梁受力全过程的力学性能,编制了预应力组合梁非线性有限元程序,考虑了材料非线性及几何非线性,模拟了连接件传力机理,能较精确地预见和分析加载受力过程中预应力增量、界面相对滑移、组合梁极限承载力等受力性能,并进行了算例验证,结果表明,该有限元程序正确。     

钢与混凝土组合梁交接面滑移及掀起的计算分析

介绍钢与混凝土组合梁计算分析方法,建立其分析单元模型,研制计算分析程序,研究钢与混凝土组合梁交接面的滑移、竖向掀起位移及连接件刚度变化对其影响等工作性能,为钢与混凝土组合梁设计提供理论依据。     

不同连接程度的钢-混凝土组合梁的试验研究

为探讨连接件对钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能的影响,本文进行了三根不同剪力连接的组合梁试件的试验,观察试件的受力性能、破坏形式,分析试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-滑移曲线、滑移分布以及发展情况。试验研究与数值分析表明,连接件对组合梁的变形具有较大影响,不同连接程度的组合梁都具有良好的延性。此外,还对界面摩擦力的影响进行了初步的讨论。     

不同剪力连接钢-混凝土组合梁试验及有限元分析

为探讨连接件对钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能的影响,对四根不同剪力连接的组合梁进行试验,观察试件的受力性能、破坏形式,分析试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-滑移曲线等;并采用组合梁单元模型,对钢-混凝土组合梁进行了有限元分析。通过试验和数值分析可以发现,组合梁具有良好的延性,连接件的连接程度对组合梁的变形、承载力具有较大的影响,数值计算与试验结果较吻合。     

钢—混凝土组合梁变形计算的一般公式

本文对钢-混凝土组合梁附加挠度的影响因素进行了分析和讨论,在文献[1]的基础上提出了考虑滑移效应和部分剪力连接组合梁挠度计算的一般公式,并且与试验结果吻合良好。     

新型外包钢-砼组合梁滑移及变形性能的试验

为研究新型外包钢-砼组合梁的钢－砼交界面相对滑移及变形性能,设计4根不同剪力连接系数足尺简支梁,其中1根为完全剪力连接组合梁,其余为部分剪力连接组合梁。通过对4根简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线。根据试验结果分析新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律。利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围。在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式。把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好。     

钢与高强混凝土组合梁变形数值计算分析

针对钢与高强混凝土组合梁本身结构及受力性能的复杂性,以数值积分方法为基础,考虑材料非线性,提出了一个钢与高强混凝土组合梁从加载至破坏的全过程非线性分析模式,研制计算程序,给出其荷载与变形的关系曲线,并对其进行全过程非线性分析,更进一步明确组合梁不同受力阶段的工作特性,为其非线性设计方法提供理论分析手段.     

体外预应力钢-轻骨料混凝土组合连续梁的有限元分析

主要介绍了体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁的ANSYS建模过程,并对其进行受力金过程的模拟,考虑了预应力初始阶段组合梁的受力及变形,将计算值与实际值相比较．结果表明,ANSYS能较好地模拟出体外预应力钢一混凝土组合连续梁的受力全过程．以此建立了两跨体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁模型进行模拟,分析了体外预应力钢一混凝土组合连续梁的承载力及挠度,为体外预应力钢一轻骨料混凝土组合连续梁提供了设计依据及参考．     

钢-混凝土组合扁梁受力性能的有限元分析

钢-混凝土组合扁梁是将钢梁内嵌于混凝土之中的新型组合梁，它能最大限度地降低结构的高度，形成类似”无梁楼盖”的结构体系，已在住宅钢结构中推广应用，其承载性能和设计方法研究引起了结构工程界的关注．本采用通用有限元程序ANSYS研究了组合扁梁的承栽力问题，通过建模计算了简支组合扁梁、悬臂组合扁梁和框架组合扁梁的承载力和变形特征，得到了相应的荷栽-位移过程曲线，并与组合扁梁的试验结果进行了比较，验证了计算结果的正确性．     

钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱节点的非线性有限元分析

以简化的Varma模型作为钢材的循环本构关系模型,建立了2类钢管混凝土柱与组合梁连接节点——梁钢筋贯通钢管节点和梁钢筋与上加强环焊接连接节点的三维非线性分析模型,并采用有限元软件ANSYS对其在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了非线性分析。结果表明：由有限元模型得到的低周反复荷载作用下的滞回曲线及骨架曲线与试验所得的结果吻合较好,但在屈服荷载后差异较大;如能恰当地选择材料的本构关系、计算模型和破坏准则,则能够采用有限元模型准确地预测上述2类节点的弹塑性行为和整体抗震性能,并用于节点滞回性能的非线性参数分析。     

组合梁钢筋混凝土柱框架结构力学性能非线性有限元分析

基于Opensees地震工程数值模拟平台,实现了组合梁钢筋混凝土柱单层单跨平面框架结构在单调水平荷载作用下骨架曲线的有限元模拟,并与相关试验结果进行对比分析.数值模型中,混凝土采用修正的Kent-Park模型,钢材采用理想弹-塑性模型,并采用位移增量法控制加载.基于此,对影响此类框架结构P-Δ曲线的因素进行了参数分析,抗震性能良好.     

基于有限元法的钢-砼连续组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土连续组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式,建立钢-混凝土连续组合梁有限元分析模型、优化参数模型,优化数学模型,用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件,经计算获得钢-混凝土连续组合梁的最优截面形式.该方法的优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土连续组合梁截面优化设计工程.     

钢-砼组合箱梁结构的天桥接长有限元分析

钢-砼组合箱梁结构是一种新型钢．砼组合结构,在桥梁加固改造技术中具有一定优势．基于某跨线人行天桥接长实例,设计了以栓钉为剪力连接件的带钢板．砼组合桥面板的组合箱梁结构的天桥接长方案,并对其进行了有限元分析．计算结果表明,带钢板-砼组合桥面板的组合箱梁方案是一种简便有效的天桥接长加固方法,能提高结构的刚度,满足各项要求．     

预应力混凝土梁受力全过程有限元分析

采用考虑材料非线性的有限元方法,选取适当的混凝土、普通钢筋和预应力筋的本构关系和单元类型,对6根预应力混凝土梁的受力全过程变形性能进行了非线性有限元分析,获得了梁的跨中弯矩-挠度曲线,受压边缘混凝土和预应力筋的荷载-应变曲线以及屈服位移、极限位移和位移延性系数等计算成果,与试验成果对比符合良好表明,基于ANSYS程序建立的有限元数值模型用于研究预应力混凝土受弯构件的变形性能是可行的.     

体外预应力钢-钢筋混凝土组合梁非线性有限元数值模拟研究

预应力钢-钢筋混凝土组合梁具有刚度大、承载力高、延性好等特点,比传统的普通钢-混凝土组合梁具有更明显的技术经济效益和社会效益,应用也越来越多.为此,在采用合理的材料本构关系及有限元单元形式的基础上,开发出了用于预应力钢-钢筋混凝土梁非线性有限元分析的数值模拟软件,并通过算例进行了分析验证,证明了合理性.得到了一种新型处理本领域研究的数值模拟方法.     

钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度

为了完善钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度设计的内容,在充分考虑混凝土开裂前后组合梁的受力状态和钢梁与混凝土接触面的相对滑移对裂缝宽度影响的基础上,根据钢梁和混凝土截面应力和应变的本构关系,推导出钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式,并进行了钢-混凝土组合梁裂缝宽度的试验研究.试验结果表明,在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式计算结果与试验结果吻合良好.