工字型钢_混凝土组合梁受弯性能数值分析.pdf

第43卷第7期
建筑结构
2013年4月上
Building Structure
Apr.2013
工字型钢一混凝土组合梁受弯性能数值分析
杨哲光',刘忠2,朱智俊',谭良斌,朱勇杰
(1湘潭大学土木工程与力学学院,湘潭411105:2湘潭大学流变力学研究所,湘潭411105)
摘要]针对工字型钢混凝土组合梁的受弯性能,建立了三维有限元数值分析模型,对试验全过程进行了非线性
数值模拟,计算结果与试验数据吻合较好。利用该模型,分析了工字型钢混凝土组合梁的受力变形机理,探讨了
钢梁强度等级、混凝土强度等级、钢梁腹板厚度、混凝土板厚度及纵横向配筋率等对组合梁受弯性能的影响,为工
程设计提供参考依据。
关键词组合梁;受弯性能;界面滑移:有限元分析
中图分类号:TU398文献标识码:A文章编号:1002848X(2013)070077-05
Numerical analysis on flexural behavior of l-shaped steel-concrete composite beams
hu∠hiun', Tan Liangbin,∠ Chu Yongjic
(1 College of Civil Engineering Mechanics, Xiangtan Universit, Xiangtan 411105, China
2 mslilule of Rheologica Xianglan Umversilv, anglin 411105 Cima
Abstract: Three imensional model of I-shaped steel-toncrete composite beams was established in order to research th
flexural behavior of composite beams. The whole experimenl process was simulated nonlinearly. Comparisons belween the
experiment analysis and caleulated results showed good correlation. The force mechanism of l-haped steel-eoncrete beams
was analyzed. The effects of the main parameters, such as steel strength grade, concrete strength grade, steel webs
thickness, concrele plale thickness and reinforcenent ralio, on flexural behavior were analyzed by using the presented
model. The results derived from analysis provide some useful references for engineering design
Keywords.compositebeamflexuralbehaviorintertaceslipfiniteelementanalysis
0引言
值模拟,研究了主要参数对组合梁受弯性能的影响,
工字型钢混凝土组合梁是通过剪力连接件将为工程设计提供了参考
钢筋混凝土板与钢梁组合成整体,共同受力、协调变
工字型钢一混凝土组合梁有限元模型
形的一种新型组合结构。该组合梁具有承载力高、1.1试验概述
刚度大、截面小、延性和抗震性能好等优点,在大跨
聂建国等人针对高强工字型钢混凝土组合
度结构和高层房屋结构中被广泛使用。数值方梁受弯性能进行了系列的试验研究。本文选取其中
法模拟组合梁非线性在国内外均有大量尝试。 Silva
的4根试件作为研究对象,试件均是以栓钉为完全
等建立了带有接触单元的有限元模型,进行了组剪力连接件的四点弯曲简支梁。试件的构造及基本
合梁线性静力分析,并重点研究了模型的收敛性和李数分别如图1和表1所示
滑移问题。 Alessandro等建立了三种不同的有限
试件主要参数
表
元模型,来研究部分剪力连接组合梁在受弯或受弯试件号NPP,/「检钉/m
剪作用下的模拟效果。 Chung K F等“对高强材料
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柔性剪力连接组合梁进行了数值模拟,并针对抗弯
承載力进行了参数分析。吴礼华等分析了高强
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材料组合梁在不同截面不同材料强度组合下抗弯承
注.。为混凝士立方体抗压强度实測值p。为混凝土板横向钢
载力的有限元分析。
筋的全截面配筋率:n为界面纵向剪力连接程度、分别为钢梁
缘、膻板的屈服强度实测值
由于组合梁力学性能的复杂性,传统的解析方
法很难全面了解其整个受力过程中的变形和内力,1.2三维有限元模型
另外,目前《钢结构设计规范》(CB50017~2003)尚
根据试验过程,建立了以钢梁左端下翼绦中
不完善。鉴于此,为了揭示工字型钢混凝士组合梁点为原点的 ANSYS三维有限元数值分析模型,如图
的受力变形机理,利用有限元软件 AYSYS,建立了2所示。钢筋混凝土板采用整体式建模,钢梁两端
三维有限元分析模型,对破坏过程进行了非线性数作者简介:杨哲光,硕士研究生, Mail:5031903960q,com
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