应用钢筋混凝土弹塑性理论和钢筋混凝土非线性有限元分析方法,借助 ANSYS软件,对比研 究 了不 同宽扁梁柱 节点在不 同水平荷载条件 下的作用反 应。分析表 明:进行宽扁梁框 架结构 空间分析 时, 可以考虑各方向的水平地震作用主要 由该方向的抗侧力构件承担而不考虑另一方向抗侧力构件的影响。 【关键词】 宽扁 梁 框架结构 弹塑性 节 点 0、前 言 宽扁梁框架结构与普通框架结构的最大区别主要 在于梁柱节点区,由于正交双 向宽扁梁于梁柱节点处 相交并局部重叠,使得节点区受力复杂。普通钢筋混 凝土框架结构抗震设计时,其地震作用的确定一般按 这样的原则考虑:一般情况下,应在结构的两个主轴 方 向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算,各方向 的水平地震作用主要由该方向的抗侧力构件承担而不 考虑另一方向抗侧力构件的影响。对于宽扁梁框架结 构,进行抗震设计时,是否也遵循上述原则呢?这是 摆在设计人员面前的客观问题。为此,本文利用ANSYS 软件,创建合理的力学模型,对梁柱节点实际工作状 态进行 仿真模拟 , 以期对 该问题作深入 的探讨 。 1、计算模型 本文的研究工作是文华商住楼宽扁梁节点试验研 究课题 的延伸 ,因此,本文计算模型的物理参数完全 基于该课题的试件设计,其中选用节点 2JD为研究对 象 ,按 宽扁梁设置及加载情况分为 2JDl1、2JD2l、 2JD22三种,见图 1.1。(代号说明:2JDmn,m——取 l表示单向宽扁梁柱节点,取 2表示双向宽扁梁柱节 点;n——取 1表示单向低周反复加载作用,取 2表 示双 向低周反复加载作用) ANSYS分析时,钢筋混凝土有限元模 型采用分 离式,把钢筋和混凝土作为不 同的单元来处理,见 图 1.2,其 中钢筋选用 PIPE20单元,混凝土选用 SOLID65单元 ,认为两者之间粘结 良好。这样选择 的好处有二,一是真实地模拟 了实际构件,二是容 易得 到钢筋和混凝土各 自的应力值 ,便于数据统计 分析 。混凝土裂缝模型采用分布裂缝模型,假定开 裂混凝土还保持某种连续 ,按正交各 向异性材料处 理,这样有利于计算过程 的顺利进行 以及裂缝开展 过程 的观察和描述 。混凝土本构关系选用弹塑性本 黄 志军,男,香港华 艺设计 顾 问 (深圳 )有限公 司 地址 :深圳市 中航苑航都大厦 14楼 邮编 :518031 30 构关系,破坏准则选用 w订]am—Warnke五参数强 度 模 型 。 计算模型单元划分:见图 1.1示,在距离节点核 心区一定范围内细分单元,单元尺寸为0.05m×0.05m ×0.05m,其它区域单元尺寸为为0.05m×0.05m× 0. 1Om。加载制度:同文献 l要求 ,本文计算模型的加载 制度是低周反复水平荷载作用在柱 自由端,同时在柱 自由端作用一个大小相等的竖向荷载,荷载按每一级 6000N递增,时间周期为 1秒,直至梁主筋拉断失效。 需要注意的是,为避免柱 自由端出现应力集中,柱 自 由端外荷载必须均匀分布在单元结点上 。
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