钢筋混凝土复合受扭构件的非线性有限元分析-结构工程专业论文.docxVIP

青岛建筑工程掌院工掌硕士掌位论文钢筋混凝土复合受扭构件的 青岛建筑工程掌院工掌硕士掌位论文 钢筋混凝土复合受扭构件的 非线性有限元分析 摘要 本文对钢筋混凝土复合受扭构件采用ANSYS软件进行非线性有 限元全过程分析。在总结了国内外对钢筋混凝±复合受扭构件研究的 基础上，在总结吸取钢筋混凝土结构构件非线性有限元分析的理论及 应用的基础上，采用大型通用有限元软件ANSYS，以已知试验结果的 承受偏心压力、剪力和扭矩的试件1501为实体模型建立有限元模型，采 用能充分反映钢筋混凝土材料特性的Solid65单元为单元模型划分有 限元网格，模拟试验过程，进行弹塑性全过程分析。有限元分析结果 与试验结果比较分析，结果表明两者吻合的良好。运用ANSYS通用后 处理器查看构件的变形、位移、应力、应变的情况，弥补试验的不足， 为复合受扭构件的进一步研究提供参考，为复合受扭构件的优化设计 提供电算资料。 在总结吸取非线性有限元法解决弹塑性小变形问题及新进展的 基础上，对非线性有限元分析方法、对材料非线性问题弹塑性矩阵的 计算、对钢筋混凝土结构构件进行有限元分析时采用的有限元模型分 别进行了理论上的探讨：此外还对目前常用的混凝土的本构关系及破 坏准则进行了理论上的探讨。 关键词： 复合受扭 非线性有限元 ANSYS 本构关系 青岛建筑工程掌院1-掌硕士掌位论文Abstract 青岛建筑工程掌院1-掌硕士掌位论文 Abstract Some reinforced concrete members subjected to combined action of compression、moment、shear and torsion is analyzed by using ANSYS6．0 ANSYS，version 6．0，a large--scale general---purpose finite element code is selected for equivalent three—dimensional nonlinear finite element analysis．Some members With rectangular section are modeled USing solid element—Soiid65 which can better reflects the properties of reinforced concrete．The diStribution and vatiation of Stress and strain are shown graphicallv．The resuItS are compared witb experimental data to verify the feasibility of the modeling and associated computer analysiS． Torsion—一rotation curve iS obtained． Keywords： combined torsion nonlinear finite element ANSYS constitutive relations II 青岛建筑工程掌院工掌硕士掌位论文第一章 青岛建筑工程掌院工掌硕士掌位论文 第一章 绪论 §1．1概述 在工程实践中会遇到大量的承受扭矩的结构构件，但处于受纯扭 的情况较少，大部分是处于轴力、剪力、弯矩和扭矩中的两种或两种 以上的力或力矩共同作用下的复合受扭。例如框架角柱、框架边柱、 厂房中的支承吊车梁的牛腿柱、桥梁、框架边梁、吊车粱、阳台梁等 都是复合受扭构件。在以往的结构设计中，由于构件所承受的扭矩与 构件所承受轴力、弯矩、剪力相比较而言，扭矩处于次要因素，设计 者对构件受扭的处理往往采用较大的安全系数、加大构件截面尺寸、 提高材料强度等级或采取有效的构造措施来解决。随着建筑结构设计 理论的发展，随着建筑美学要求的越来越高，随着建筑材料钢筋的强 度和混凝土标号的提高，构件的截面尺寸不再象以前那样取的较保守， 人们加强了对结构构件抗扭承载能力的重视和研究。国内外地震灾害 的凋查表明，在地震力作用下，结构构件中由于地震力引起的扭矩使 构件发生不同程度的受扭破坏，在某些情况下，地震力引起的扭矩会 成为导致构件破坏的主要因素。因此，从二十世纪初国内外许多学者 对钢筋混凝土受扭构件相继进行了大量的试验研究和理论研究，取得 了较多的成果。 由钢筋与混凝土两种力学性能相差悬殊的材料组成的钢筋混凝土 材料的力学性能是十分复杂的，长期以来，人们对建立在试验基础上 的钢筋与混凝土两种材料的应力一应变关系曲线进行简化，形成材料 的本构关系模型，并采用其它一些近似的假定，对在各种