钢—混凝土混合结构考虑温度荷载的有限元数值分析

来源 :青岛建筑工程学院 青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jsnjwh
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该文通过分析钢—混凝土混合结构在温度荷载作用下的工作状况,研究了混合节点温度荷载与混合节点温度应力的近似计算方法,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对钢梁-混凝土柱混合节点进行了有限元分析计算.主要进行了以下几个方面的工作:1、分析了钢梁-混凝土柱混合节点的温度荷载分布与计算方法,将结构构件的温度应力分为自约束应力与外约束应力两种.分析的结果表明:由于钢材的导热系数较大,混合结构中钢梁内外侧温差产生的自约束应力可以被忽略;混凝土的导热系数相对较小,故混凝土柱体内外侧温差产生的自约束应力不能忽略.构件的外约束应力可以采用传统的结构力学的方法进行求解.2、对钢梁-混凝土柱混合节点采用有限元分析软件ANSYS进行温度荷载作用下的非线性分析与求解,混合节点中混凝土柱、钢梁、锚固螺栓及钢梁底板与混凝土魔柱之间的接触分别采用SOLISD65、SHELL43、SOLID45、CONTACT52单元,充分考虑钢材与混凝土的材料非线性与状态非线性(钢梁底板与混凝土柱顶的接触)的影响.研究当中分别考虑到钢材等级、钢梁截面刚度、温差的变化以及钢梁支座约束状况等因素对混合节点温度应力的影响.3、通过算例分析了混合节点的温度应力.采用近似计算方法与有限元方法对混合节点的温度应力进行了分析求解,通过对两种计算方法的比较,提出了混合节点的约束应力的计算方法,分析了混合节点的实际传力状况.4、采用有限元分析方法,比较混合结构在考虑温度荷载与不考虑温度荷载时其应力与变形的异同.通过对工程实例分析表明:温度荷载对混合节点的应力及变形的影响较大,采用传统的计算方法对混合结构进行设计而不考虑温度荷载作用时将导致计算结果偏于不安全.
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