祝明桥,霍海强,蒋伟中,唐 磊

(湖南科技大学,湖南湘潭 411201)

在现代建筑的建设中,水、电、燃气、电话线、网线等管道、管线的安装已成为建筑工程安装的必需部分。通常情况下,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区。无效区的高度无疑增加了建筑层高,特别是对于多高层建筑而言,使得工程造价提高。在结构梁中开设孔洞供管线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使得梁的受力性能变得复杂,截面被削弱,截面刚度减小,孔洞边角会产生严重的应力集中现象[1]。因此,必须采取相应的措施对孔洞进行加强,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究[2-9],但大都局限于试验研究,虽然试验研究得到的数据真实,但其需要制作大量的试件,成本高且周期长。ANSYS作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模型,如实反映结构受力情况,并利用其强大的后处理功能获得所需要的各种分析结果。同时,ANSYS分析具有较好的求解稳定性和收敛性,特别是通过选取适当的本构关系、合理的参数,能够有效地分析混凝土的非线性问题[10],从而可以避免做大量重复性试验。

本文运用ANSYS软件模拟六根腹部开有矩形孔钢筋混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果进行了比较,进一步对孔洞高度、孔侧加强筋等因素对开孔梁力学性能的影响进行了参数分析。……