刘殿忠 简振鹏 郝振鹏

(吉林建筑大学土木工程学院,长春 130118)

近年来,建立在现代数学与力学理论基础之上的数值模拟技术,通过综合计算机技术来获取工程要求的近似解,尤其在不同材料之间相互作用的结构工程领域中倍受关注.冷弯型钢与泡沫混凝土间的抗剪问题属于典型的非线性问题,本文利用通用有限元软件ABAQUS的强大非线性问题分析功能,对冷弯型钢与泡沫混凝土之间的界面抗剪强度问题进行数值模拟,探讨新型组合结构的界面抗剪性能,为下一步的试验研究工作做好准备.

1 有限元模型

1.1 模型尺寸

为研究型钢与泡沫混凝土界面的抗剪作用机理,采用冷弯薄壁型钢与不同密度的泡沫混凝土制作推出试件,模拟计算其界面的抗剪强度和粘结滑移性能.试件平面尺寸如图1所示:

图1 试件平面图

图2 试件立面图

试件中泡沫混凝土的尺寸为290mm×380mm,型钢选用Q235级薄壁C型钢:C160×70×20×2.5mm.对型钢腹板进行开孔处理增加与泡沫混混凝土作用的抗剪强度.开孔尺寸如图2立面图所示,开孔直径为50mm.在保证分析精度的情况下,由于构件结构的单轴对称性以及边界约束条件和荷载的对称性,为简化计算单元的数量,减少不必要的分析过程,本模型采用1/2模进行分析.

1.2 材料参数

模型中主要材料为型钢和混凝土,现将二者均定义为实体单元,材料参数如表1所示.模型假定如下:

(1) 在正常工作状态下,考虑型钢的弹塑性;

(2) 认定混凝土为非线性弹塑性……