基于ANSYS箱形截面钢筋混凝土构件受扭性能有限元分析

摘要

目前，国内外对于钢筋混凝土压、弯、剪、扭构件的复合受力性能研究还处于初期阶段，而对于箱形截面钢筋混凝土压、弯、剪、扭构件的复合受力性能研究少之又少。因此，对于箱形截面钢筋混凝土构件在压、弯、剪、扭复合受力情况下的性能研究无论在理论上还是在实际工程中有着重要的意义。 本文通过有限元软件ANSYS，详细介绍了材料的本构关系，模型单元的选取，模型的建立，模拟了箱形截面钢筋混凝土构件的受力情况，对构件进行有限元分析，并与试验结果进行对比分析。 (1)利用ANSYS分析了箱形截面构件在扭矩作用下的变形破坏特征及裂缝的形成与发展趋势，且与试验结果吻合较好。 (2)通过ANSYS得出构件的应力及应变的分布，从而对试验的研究与理论分析提供支持。 (3)通过各个面的应力、应变及位移等要素的路径分析以及时间历程分析，对各个面的受力性能进行分析。 (4)将ANSYS得出的开裂扭矩和极限扭矩与试验的实测值进行对比分析，大部分构件符合较好。当轴压比不太大的情况下，构件随着轴压比的增大开裂扭矩与极限扭矩随之增大。构件的开裂扭矩与极限扭矩随相对偏心距的增大而减小。 (5)为了弥补构件数量的不足，利用ANSYS模拟了具有相同轴压比及相同相对偏心距的实心构件，来讨论箱形截面的壁厚对构件受力性能的影响。随着壁厚的增加开裂扭矩逐渐的增加。随着壁厚的增加构件的极限扭矩也逐渐的增加，但在增加的幅度上逐渐的减小。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1本课题研究的背景、意义和目的

1.2国外的研究现状

1.3国内的研究现状

1.4钢筋混凝土有限元分析的意义及现状

1.4.1钢筋混凝土有限元分析的意义

1.4.2钢筋混凝土有限元分析的现状

1.5本文研究的主要内容

第2章试验概况与试验结果

2.1试验概况

2.1.1构件的设计与制作

2.1.2试验方案

2.2试验结果

第3章ANSYS非线性有限元分析

3.1有限元法简介

3.2 ANSYS在有限元分析中的运用

3.2.1 ANSYS简介

3.2.2 ANSYS功能简介

3.2.3 ANSYS分析的基本过程

3.2.4 ANSYS在钢筋混凝土有限元分析中的运用

3.3钢筋混凝土结构有限元模型的选择

3.4混凝土本构关系及破坏规则

3.4.1本构关系

3.4.2破坏准则

3.5钢筋混凝土结构的几种单元

3.5.1混凝土单元SOLID65

3.5.2钢筋单元LINK8

3.6本章小结

第4章箱形截面构件的非线性有限元分析

4.1 ANSYS有限元分析过程及结果处理

4.1.1模型材料的本构关系

4.1.2模型材料的单元选取

4.1.3基本假定

4.1.4模型的建立

4.1.5开裂扭矩的求解分析

4.1.6极限扭矩的求解分析

4.2开裂扭矩与极限扭矩

4.3壁厚对构件的影响

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

在读期间发表的论文

致谢