张旭宏，董艳秋

(黑龙江工程学院，哈尔滨 150050)

本文采用有限元分析方法对组合梁的工作性能，主要侧重于使用阶段的变形、极限状态下的承载力、钢梁与混凝土板间的滑移效应进行模拟分析。模型中假设在达到承载力极限状态之前钢梁不发生屈曲，并按小变形假设进行分析。材料的本构关系和滑移曲线等参数均根据相关实验及理论公式得到，以反映混凝土开裂、钢材屈服及栓钉变形等非线性特性。

目前，商业化的有限元软件已经发展比较成熟，应用日趋广泛。本文采用ANSYS8.0大型通用有限元软件，对组合梁进行三维非线性分析。

1 有限元模型

混凝土采用8节点Solid65实体单元建模。该单元能够模拟混凝土的拉裂和压碎效应，还可以用加筋功能建立钢筋混凝土模型。单元由8个节点定义，每个节点有三个自由度。钢梁采用4节点的Shell43塑性大应变壳单元建模。该单元每个节点有平动和转动共6个自由度，并具有塑性、应力刚化、大变形和大应变等功能。栓钉纵向抗剪作用由Combin14弹簧－阻尼单元或Combin39非线性弹簧单元模拟。Combin14单元为线性弹簧单元，通过定义弹簧刚度系数K来模拟栓钉变形。如果考虑栓钉非线性特性，模型中则使用Combin39非线性弹簧单元。纵向钢筋采用Link8三维杆单元建模。该单元是杆轴方向拉压单元，每个节点具有三个平动自由度。单元不承受弯矩和剪力作用，具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变等功能。当考虑钢筋与混凝土之间滑移时，单元节点通过弹簧单元与混凝土节点相连接;当忽略滑移效应时，钢筋与混凝土单元节点直接耦合。……