考虑 滑 移 效 应 的钢 一混 凝 土 组 合 梁 非 线 性 有 限元 分 析 NonlinearFinite ElementAnalysisofSteel—Concrete Composite Beam Considering Slipping Efect 黄 强 HUANG Qiang (上海建科建筑设计 院有限公司 ，上海 200032) 摘 要 ：即使是完全抗剪连接组合梁 ，混凝土板与钢梁之间仍存在 滑移。在此提 出考 虑滑移效应 的钢 一混凝 土组合梁 的有限 元分析方法 ，利用本方 法计算 了简支组合梁在不 同剪力连接程度和各种 均布荷载作 用下的挠 度、应力 和滑移分 布 ，并对计算 结果 和理论与试验结果作出了对比，证 明本方法分析钢一混凝 土组合梁 的正确性和实用性 ，并得出了一些实用的结论。 关键词 ：组合梁 ；滑移 ；有 限元法 ；刚度 中图分类号 ：TU398 ．9 文献标志码 ：B 文章编号 ：1008—3707(2014)05—0020—04 钢 一混凝 土组 合梁 通过 将钢 梁 和混凝 土板 结合 ， 充 分发 挥钢 材 的抗 拉 强度 和延 性 好 的 特 点 ，以及混 凝 土抗 压强 度高 和 传 热率 低 的性 能 ，使 其 具 有 强 度 高 、刚 度大 、延性 好 等 优点 ，广 泛应 用 于 建 筑 结 构 和 桥 梁结 构 ¨ 。 抗 剪 连 接件 的布 置 数量 及 其 变形 能 力 ，是 发 挥 组 合 梁组合 作 用 的关 键 ，剪 力 连 接程 度 的提 高 可 改 善 组合 梁 的强 度 、刚 度 ，达 到 两 种 材 料 “组 合 ”作 用 的充 分利用 。根据 抗 剪 连 接件 的布 置 、数 量 和 受 剪 承 载力 可把 组合梁 又 分为完 全抗 剪连 接组 合梁 和 部 分 抗 剪 连 接 组 合 梁 。近 年 来 国 内 外 学 者 对 于 钢一混 凝土 组合 梁 的力学 性能 作 了大量 的试 验研 究 ， 取得 了许 多重 要 的研 究 成 果 ，但 是 在试 验 过程 中会 有许 多不 确定 因素 以及 在试 验 中很多参 数 也无 法测 量 ；然 而 ，采用 有 限元分 析既 可 以节省 大量 的人 力物 力 ，又可 以有效 地分 析 出各种 力学 参数 ，本 文就 是通 过通 用有 限元 分 析 软 件 ANSYS分析 在 考 虑 钢 和混 凝土 交界 面 的滑 移作 用 下 钢 一混 凝 土 组 合 梁 弹性 受 力 阶段 的力学 性 能 。 1 有 限 元模 型 在 给定 钢一混 凝 土组 合梁有 限元模 型之 前 ，先对 钢 一混凝 土组 合 梁作 如下 假设 ： (1)钢梁 和钢 筋混 凝 土 板 各 自变 形 均 符 合平 截 面假定 ，两 者弯 曲 曲率相 同 ； (2)钢 梁 与混 凝 土 之 间 只存 在 纵 向 相 对 滑 移 ， 不 考 虑交接 面 的掀起 作 用 ； (3)不 考虑 板 内 的 配 筋 ，混 凝 土 板 应 力 应 变 曲 线 处 于上 升阶段 ，钢 梁为 理想 弹性 体 ； (4)忽 略钢 梁 与 混 凝 土 之 间 的摩 擦 ，交 界 面处 纵 向剪力 全部 由剪 力连 接件 承担 。 对钢 梁和 混凝 土采 用 ANSYS中 的八 节 点 三 维 实体 Solid45单元 ，每 个 节 点 有 3个 自由度 ，分 别 为 沿着 、Y、z方 向 的平 动 ，该 单 元 可 以模 拟 理 想 弹 塑 性材 料 。 剪力 连接 件 采 用 非线 性 弹 簧 单 元 Combin39来 模拟 ，该单 元是 一 个具有 非 线性 功 能 的单 向单 元 ，可 对此 单元 输入 广 义 的力 一变 形 曲线 ，轴 向选 项 代表 轴 向拉 压单 元 ，每个 节点具 有 3个 自由度 ，沿节 点坐 标

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