腹部开孔钢筋混凝土简支梁非线性数值模拟

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发布时间：2021-11-28

资料介绍

摘要:钢筋混凝土开孔梁是降低建筑层离，节约建筑成本的有效途径之一目前国内外对腹部开孔的钢筋混凝土
粱进行了一些研究，但大多局限于试验研究。运用大型结构分析软件ANSYS对六根腹部开有矩形孔的钢筋混凝土
简支梁建立空间有限元模型,通过选择适当的单元、材料模型、本构关系对其进行非线性数值分析，将模叔得到的截
面抗剪承载力、荷载挠度曲线与试验结果进行比较，分析结果与试验结果吻合较好，验证了ANSYS分析钢筋混凝土
开孔梁的可行性,并进步对影响开扎梁受力性能的孔洞高度、孔侧加强筋等因素进行了参数分析,得出了一些有价
值的结论。
关键词:钢筋混凝土简支梁;矩形孔受力性能;非线性分析
中團分类号:TU 375.1
文献标志码: A
文章编号: 1674 4764(201 1)S-0199-04
The No-linear Analysis of Simply Supported Reinforced Concrete
Beams with Rectangular Web Opening
ZHU Ming qiao，HUO Ha iqiang，JIANG Weizhong, TANG Lei
(H unan University of sdience and Technology. Xiangtan 41 1201. P. R. China.)
Alstract Reinforced conrete beams W ih web opening is a efecte masure to reduce building story and to save construction
osts. At home and abr oad, only experimental study on this kind of beams西as opernted. Six groups of specimer w ere modeled
by ANSYS w hich i a large scule structural analysis softwr are. Simulation resulis, such as shear strength, loutb delection ourve,
proved to be in good agreement with the test results by selecting the appropriate element, material medel, 10t linear
omtitutive equation. Thus, ANSYS can be ued as a effet ive computer aided tools to model the test of reinforoed concrete
beams西ith opening. and 8 ncesary complement to the sperimental study. Furt her more peramdters such晒the height of
opaing and web reinforeement whidh impacted the mechunieal propenty of beams with opening were anulyxed. And some
valuable conchusions are drawn from the paper.
Key words reinfor ced coneretle bam; rectangular opening: mechanieal property; nonlinear analysis
在现代建筑的建设中，水、电、燃气、电话线网线等管道、
的求解稳定性和收敛性,特别是通过选取适当的本构关系、
管线的安装已成为建筑工程安装的必需部分。通常情况下，
合理的参数，能够有效地分析混凝土的非线性问题啊，从而
这些管线布置在梁的底部,为了外观美感的需要,往往在管线
可以避免做大量重复性试验。
的下方安装吊顶吊顶与梁底之间的这部分空间被称为无效
本文运用ANSYS软件模拟六根胞部开有矩形孔钢筋混
区。无效区的高度无疑增加了建筑层高.特别是对于多高层
凝土梁在集中载荷作用下的受力性能，着重分析了试件截面
建筑而言使得工程造价提高。在结构梁中开设孔洞供管线
抗剪承载力以及荷载挠度曲线特点，并将模拟结果与试验结
穿行可以有效解决无效区的问题。但是开孔梁中孔洞的存在
果进行了比较，进-步对孔洞高度孔侧加强筋等因素对开
使得梁的受力性能变得复杂,截面被削弱，截面刚度减小，孔
孔梁力学性能的影响进行了参数分析。
洞边角会产生严重的应力集中现象1"。因此，必须采取相应
1 ANSYS 有限元分析
的措施对孔润进行加强,以满足结构梁承载力需求。
目前，国内外对腹部开孔钢筋混凝土梁进行了一些研
1.1 单元及材料属性的选择
究明，但大都局限于试验研究,虽然试脸研究得到的数据真
1.1.1单元类型
实，但其需要制作大量的试件,成本高且周期长。ANSYS 作
泥凝土材料选取ANSYS单元库中的soli65实体单元，
为一种通用数值模拟仿真软件,可以很方便地建立空间结构
它适用于抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料单元，可以
模型,如实反映结构受力情况并利用其强大的后处理功能
模拟混凝土中的加强钢筋(或玻璃纤维.碳纤维等),具有开
获得所需要的各种分析结果。同时，ANSYS分析具有较好
裂、压碎、塑性变形和蠕变的能加叫;钢筋采用link8单元,它