混凝土梁柱节点有限元分析

所 示
２ 力 载 ； 求角 Ⅱ ｆ 口 翠
加载 时 ， 型 的 边 界 条 件 尽 量 和 试 验 保 持 一 模
求解 代价 ， 分析 比较取 梁 的混凝 土单 元 尺 寸取 ５ 经 ０ × ０×５ Ｉｌ 墙 的 混 凝 土 单 元 尺 寸 取 ５ ５ ０ｉ ｌ ｌ， Ｉ ０×５ ０× ８ Ｆ ｌ 内部 钢筋采 用分 离式 布 置 ， Ｓ ＬＤ ５单 元 ０ｎ ｌ Ｉ， 即 Ｏ Ｉ６ 内部 无钢筋 ， 筋 采 用 ＬＮ ８单 元 模 拟 ， 筋 单 元 钢 ＩＫ 箍 节点 和混凝 土单元 节 点共 用 节点 ， 不考 虑 箍筋 和混
模 型 对 节 点 进 行 了模 拟 ， 然后 对建 立的 两种 模 型 的 模拟 结果 进 行 比较 ， 以验 证 运 用 Ａ Ｓ Ｓ进 行 模 拟 的 结果 是 否 正 ＮＹ
确 可 行 ， 后 对 出现 的 差 别进 行 分 析 ： 结 果表 明 ： 纤 维加 固 梁 一柱 节 点采 用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 进 行模 拟 分 析 研 究是 可 最 碳 ＮＹ
７ ９
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图 ３ 加 载 流 程 图
图 ２ 加载 与 支 座 图
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第１ 荷载 步混凝 ｉＹ 向应 力 方
图 ４ 混凝 土 应 力 图
第 １荷 载步 混凝２ Ｙ 向应力 ２ ｋ方
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１ 模 型 的建 立
本文刈碳 纤 维 加 固钢 筋 混 凝 土 梁 一柱 节点 进 行分 析 ， 采用 Ａ Ｓ Ｓ模拟混凝 土结 构 的开裂 、 溃 。 ＮＹ 压 研 究发现 ， 多 因 素 影 响 到 分 析 的 收 敛 与 否 ， 单 很 如
元类 型 的选取 ， 元 尺寸 ， 界 条件 的处理 ， 载和 单 边 加 收 敛准则 的确定 等 。本 文 的分 析 中 ， 考虑 到 收敛 和
荷载 ， 流程 如 图 ３所示 。 其
（ ） 分 后 的混 凝 土 模 型 ａ划
（ ） 筋 横 型 ｂ钢
【 作者简介 】 土张鹏（ ９４一） 男 ， １８ ， 助理工程帅 。主要从事建筑施工质量监督执法工作 ：Ｅ ｍ ｉ ａａｗ￣＠１６ ｃｎ － ａ ：ｎｎ３ ｌ ｗ ２ ．ｏｌ
混凝 土梁柱 节 点有 限 元 分析
第 ２卷 第 ２期 ２１ ０ ０年 ６ 月
Ｖｏ ． Ｎｏ ２ １２ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．００
目 匕
凝 土 梁 柱 ｌ＇ 限 元 分 析 节 ， ＿占有 ｏ’ ｒ■
（ 京市 东城 区 『 北 主房及城 市建设 委 员会 ，北 京 １０ １ ） ０ ０ １
【 摘 要】本 文采用有限元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ对钢筋混凝 土梁 一柱 节点进行数值 分析？首先通过 建立两种有 限元 ＮＹ
，
在 计算 过程 中考 虑 了 开裂 单 元 的拉 应 力 松 弛 ，
２ ｋＮ，３ Ｎ ，一 ３ Ｎ ， ０ ０ｋ ０ｋ ４０ｋ Ｎ， 一 ４ Ｎ ，５ Ｎ， 一 ０ｋ ０ｋ
开 展裂 缝 和闭合 裂 缝 对 剪应 力 传 递 的贡 献 ， 闭 混 关
凝 土压 碎开 关 。
５ ｋ ６ ｋ 一 ０ Ｎ， 共 进 行 了 十二 步 加 载 ， 图 ０ Ｎ，０ Ｎ， ６ ｋ 总 如
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凝土 间的粘结 滑移 ； 柱 纵筋 单 元 节点 和 混凝 土 单 梁
致， 如在墙底 将 ｘ、 ｚ三 个 方 向 的位 移进 行 限制 ， Ｙ、 在墙 顶将 ｘ、 ｚ两个 方 向的 位 移 约束 。加 载 分 两 大
步 ， 一步在墙 顶加 竖 向荷 载 ４ ５ Ｎ， 一 步加 载完 第 ７ｋ 第 成后构 件如 图 ２所示 。第二 步在 梁端加竖 向的往 复
行 的 ， 结 果 可 以广 泛 应 用到 实 际设 计 中 其
【 关键词 】钢筋混凝土 ； 有限元分析 ； 一柱节点 梁 【 中图分类号 】 Ｕ ７ ；Ｕ ｌ ．１ Ｔ ３ ５ Ｔ ３ １４ 【 支献标志码】Ａ 【 文章编 号】１７ ７６ （０ ０ ０ ０ ７ ０ ６ ４— ４ １２ １ ）２— ０ ８— ５
在第 ４、 、 、０ １ 载下该点 受到 了梁端产 生 和墙 ６ ８ １ 、２荷
上共 同作用 的力 为负应力 。 ３ １ ２ 钢筋 应力分 析 ．．
元 节点 问用 连 接 单 元 连 接 。钢 筋 混 凝 土结 构 建 模
一
般采用 “ 由上 至 下 ” 的建 模 方 法 。综 合考 虑 以上 主要 因素 ， 次 在 建 模 时 先 总 体 建 立 体 单 元 ， 后 本 然
运用 工 作 平 面 进 行 布 尔 运 算 。 具 体 模 型 如 图 １
８ ０
方 程求解 器采 用稀 疏 矩 阵 直接 求解 法 ， 用 完 利 全 的 Ｎ ｗｏ Ｒ ｐ ｓｎ方法修 正刚 度矩阵 。非线 性 ｅｔ ｎ— ａｈｏ 迭代 的收敛 准则在 加 载 中采 用 位移 控 制 ， 虑 到求 考 解代价 ， 当提 高 收 敛 容 差 ， 采 用 较 小 的时 问 步 适 并 长 。 解过 程 中打开 自动时 间步 长 。 求
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第ｌ 荷载步主应力矢量图
第 １荷载步主应力矢量图 ２
图 ５ 混凝 土主 应 力 图
低 周往 复 加 载 中 ， 了 容 易 进 行 对 比 ， 个 循 为 每
３所示 。
环 都 由 力 控 制 ， 别 加 至 １ｋ 分 ０ Ｎ，一１ｋ ２ ｋ 一 ０ Ｎ，０ Ｎ，