ANSYS的接觸分析在鋼筋混凝土滑移中的應(yīng)用

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1、第8卷第2期南通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）Vol．8No．22009年6月JournalofNanton南通大學(xué)學(xué)報(bào)gUniversity（自然科學(xué)版（NaturalScience）Edition）200Jun9．200年9ANSYS的接觸分析在鋼筋混凝土滑移中的應(yīng)用劉云平，包華，洪俊青，陳國(guó)慶（南通大學(xué)建筑工程學(xué)院，江蘇南通226019）摘要：以鋼筋-混凝土的拉拔實(shí)驗(yàn)的有限元分析為例，介紹了ANSYS有限元軟件中的3種接觸分析：點(diǎn)-面、點(diǎn)-點(diǎn)、面-面接觸；詳細(xì)描述了接觸分析建模的過(guò)程及注意事項(xiàng)；最后利用面-面接觸單元建立了鋼筋與混凝土的拉拔實(shí)驗(yàn)的有

2、限元分析模型.進(jìn)行了相關(guān)力學(xué)分析，求出鋼筋在混凝土中的滑移量及錨固長(zhǎng)度，并與規(guī)范中的相關(guān)數(shù)據(jù)作比較.結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值相吻合，證明ANSYS軟件能方便地用于鋼筋與混凝土間的滑移分析.關(guān)鍵詞：有限元軟件ANSYS；接觸分析；鋼筋混凝土；滑移中圖分類號(hào)：TU431文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673－2340（2009）02－0070－04ApplicationofANSYS-BasedContactAnalysisinReinforcedConcreteSlidingLIUYun-ping，BAOHua，HONGJun-qing，CHENGuo

3、-qing（SchoolofArchitectureEngineering，Nantonguniversity，Nantong226019，China）Abstract:ThepaperintroducedcontactanalysisofANSYSincludingnodetosurface,nodetonodeandsurfacetosurfacecontactsthroughanexampleoffiniteelementanalysisofdrawing-testofconcreteandbar.Andthemodelconstructi

4、onprocessofcontactanalysiswasspecified.Thefiniteelementcontactanalysismodelofdrawing-testofconcreteandbarisconstructedwithsurfacetosurfacecontactelement.AnchoragelengthissolvedbyANSYSandcomparedwithvaluesolvedbyCodefordesignofconcretestructures.Thesliding-resultofANSYSiscoinc

5、identwiththetheoreticalanalysisandtest.TheresultdemonstratesthatsoftwareofANSYSisagoodtoolforslidinganalysisofsteel-concrete.Keywords:finiteelementsoftwareofANSYS;contactanalysis;steelconcrete；sliding0引言是土木工程中常見(jiàn)的問(wèn)題之一，大量梁柱組合體的抗震性能試驗(yàn)表明，在動(dòng)力外荷載作用下鋼筋混凝接觸問(wèn)題是工程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，如裂縫、土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi),由

6、鋼筋與混凝土的黏結(jié)退化引起滑移、螺栓連接、過(guò)盈裝配等等，也是較難解決的問(wèn)題之一，因?yàn)樗婕暗浇佑|狀態(tài)的改變，還可能的縱向受力鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的黏結(jié)滑移,會(huì)對(duì)構(gòu)件伴隨有熱、發(fā)電過(guò)程等［1］.的彈塑性動(dòng)力反應(yīng)特性產(chǎn)生影響，并在一定程度上鋼筋-混凝土之間的滑移收稿日期：2008-12-10基金項(xiàng)目：南通大學(xué)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（06Z064）作者簡(jiǎn)介：劉云平（1979—），男，講師，碩士，主要從事高層建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的抗震與隔震等方面的研究.E-mail：lupxl2005@sina.com.劉云平，等:ANSYS的接觸分析在鋼筋混凝土滑移中的應(yīng)用·71·引起

7、結(jié)構(gòu)局部耗能機(jī)制的變化，因此，研究受力鋼分析步驟為：1）建立幾何模型和劃分網(wǎng)格；2）筋的黏結(jié)滑移變形的大小及規(guī)律，對(duì)正確評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)識(shí)別接觸對(duì)；3）指定接觸和目標(biāo)面；4）定義目標(biāo)的抗震性能具有重要意義［2］.面；5）定義接觸面；6）設(shè)置單元keyopt選項(xiàng)和實(shí)黏結(jié)滑移是鋼筋與混凝土之間的一種十分復(fù)雜的相互作用的結(jié)果，目前常數(shù)；7）對(duì)剛?cè)峤佑|定義目標(biāo)面的移動(dòng)；8）施加有2類數(shù)學(xué)模擬方法：聯(lián)結(jié)單元和黏結(jié)交界單元.必需的邊界條件；9）定義求解選項(xiàng)和荷載步；10）在有限元分析中，常采用雙向彈簧單元代替聯(lián)結(jié)單求解，瀏覽結(jié)果.元，采用非線性分析功能強(qiáng)大的ANSY

8、S作為計(jì)算本文以鋼筋與混凝土拔出試驗(yàn)的有限元模擬工具［3］.為例，介紹面-面接觸分析的建模過(guò)程、建立接觸通常ANSYS中黏結(jié)滑移混凝土、