ANSYS锈蚀型钢混凝土构件数值模拟方法研究.pdf

第18卷第2期 兰州工业高等专科学校学报 V01．18No．2 201 ofLanzhou 1年4月 Journal PolytechnicCollege Apr．2011 文章编号：1009—2269(2011)02—0024—03 ANSYS锈蚀型钢混凝土构件数值模拟方法研究+ 王 倩 (西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055) 摘要：以一根下翼缘均匀锈蚀的型钢混凝土梁作为分析对象，对使用大型有限元软件ANSYS进 行锈蚀型钢混凝土结构有限元模拟所涉及到的问题进行了全面而系统的分析，其中重点研究了 ANSYS模拟过程中通过减小型钢的截面面积和施加内压力来模拟均匀锈蚀的型钢混凝土构件的 实用方法． 关键词：型钢混凝土(SRC)构件；锈蚀；ANSYS软件；数值模拟技术 中图分类号：TU375 文献标志码：A 近些年来，型钢混凝土结构因其承载力强、刚 在结构使用寿命期内，混凝土碳化深度相对 度大、抗震性好等特点得到广泛应用，但型钢混凝 于构件截面的尺寸可忽略，且碳化后混凝土强度 土耐久陛的研究还较少．型钢混凝土耐久性问题 有所提高，但延性降低，因此可仍采用未碳化混凝 已陆续出现，因此型钢混凝土的耐久性问题将受 土模型．混凝土材料需要定义两个单元表——本 到极大的关注． 构关系曲线和混凝土破坏则．本文应力——应变 笔者对部分轻度锈蚀型钢混凝土梁有限元数 曲线采用较为常见的单轴受压的Saenz模型，以多 值模拟全过程进行了研究，对模拟过程中所涉及 折线非线弹性模型(MISO)输入，这种选择不仅能 到的材料选择、单元类型、模型建立、粘结滑移模 较好反映混凝土的下降段，且使用简单方便．破坏 拟、约束及荷载加载、后处理等问题进行了全面而 准则采用ANSYS默认的w—W准则，需输人参数 系统的分析．本文将以一根下翼缘均匀锈蚀的型 详见表1． 钢混凝土梁为例，详细介绍了ANSYS有限元模拟1．1．2锈蚀钢材 所涉及的问题． 由于锈坑的存在导致应力集中现象，从而使 锈后钢材的弹性模量略小于锈前，由于此值较小， 1 材料模型与单元类型 本文仍采用未锈钢材弹性模量．钢材随锈蚀率的 1．1 材料模型 增加，屈服点逐渐消失，本文锈后钢材本构关系采 1．1．1碳化混凝土 用双折线随动强化模型(Bkin模型)． 表1 混凝土材料输入参数 0．16—0．23 0．7-0．9 厶4800 (o·76—0·85垅0．6225何0．3-0．5 注：在ANSYS中，单轴抗压抗压强度一般输入一l，从而关闭Solid65单元考虑混凝土压碎功能，能更好的保证计算收敛且不影响计算的 准确度． · 收稿日期：2011-01-20 作者简介：王倩(1985一)，女．山东枣庄人，硕士 万方数据 第2期 乇倩：ANSYS锈蚀型钢混凝七构件数值模拟方法研究 ·25· 1．2单元类型 混凝土采用Solid65单元，模拟混凝土的开裂、 压碎、塑变及徐变．锈蚀及未锈蚀型钢均采用Sol— id45单元，纵向钢筋和箍筋均采用Link8单元，模 拟钢材的拉伸、压缩、塑变及蠕变等特性．型钢与