转换桁架节点有限元分析上传

1、转换桁架节点有限元分析转换桁架节点有限元分析2015年4月21日第2页2015年4月25日目录目录一、转换桁架概况一、转换桁架概况二、节点有限元分析前处理三、线性静力分析结果四、合理性评价第3页2015年4月25日转换桁架位于五层顶处，因五层报告厅建筑功能要求，竖向构件不能连续，因此选用此方案。任务目标：分析转换桁架下弦杆转换梁与钢骨柱连接处在中震条件下的抗震性能是否满足“中震弹性”的性能目标。第4页2015年4月25日钢骨柱截面：1000X1000，钢骨H700X600X24X32转换梁截面： 950X1500，钢骨H1200X600X24X32转换桁架弦杆截面： H600X500X16X2

2、0转换桁架腹杆截面： H500X500X32X32分析节点的混凝土强度等级：C50分析节点的型钢、钢筋等级：Q345第5页2015年4月25日桁架平面内弯矩云图 转换梁、柱连接节点杆件内力提取最不利组合为基本组合32，组合值系数为1.2DL+0.6LL-1.3RS_0-1.3ES_0 第6页2015年4月25日转换梁与钢骨柱节点处弯矩详图第7页2015年4月25日目录目录一、转换桁架概况二、节点有限元分析前处理二、节点有限元分析前处理三、线性静力分析结果四、合理性评价第8页2015年4月25日混凝土材料选用程序中自带的GB（RC）_C50钢材选用程序自带的JGJ（S）_Q345本工程指在研究在

3、给定荷载水平下的应力水平和应力分布特征，因此有限元模型中采用线弹性分析。在模型中，钢骨、混凝土均采用四面体或六面体完美耦合模型，考虑到实际工程中钢骨上栓钉作用，因此不考虑钢骨和混凝土的相对滑移；钢筋采用线单元模型自动耦合在混凝土中，不考虑钢筋混凝土的相对滑移。第9页2015年4月25日本工程所分析节点为转换桁架整体框架截选出来的梁柱框架节点，因此需将切开的杆件内力模拟为外荷载施加至杆端。根据圣维南原理，将边界设置在柱端，简化为铰接支座，边界距离分析区域满足精度要求，因此认为模型是较为真实的。第10页2015年4月25日整体模型钢筋模型钢骨模型第11页2015年4月25日型钢钢骨采用Von Mi

4、ses 屈服准则，其等效应力为Von Mises的空间表示法为：屈服面内，弹性状态；屈服面外，材料屈服。混凝土材料第一主拉应力为P1；第一主压应力为P3。第12页2015年4月25日目录目录一、转换桁架概况二、节点有限元分析前处理三、线性静力分析结果三、线性静力分析结果四、合理性评价第13页2015年4月25日钢筋应力分布和应力水平第14页2015年4月25日钢骨应力分布和应力水平第15页2015年4月25日混凝土主拉应力第16页2015年4月25日混凝土主压应力第17页2015年4月25日目录目录一、转换桁架概况二、节点有限元分析前处理三、线性静力分析结果四、合理性评价四、合理性评价第18页

5、2015年4月25日由计算结果可直观的得出，钢筋的最大拉应力出现在转换梁的上铁，约为320N/mm，未达到钢筋的屈服强度设计值；钢筋的最大压应力出现在转换梁底部及梁底与柱交接范围，最大应力约为360N/mm，接近钢筋的屈服强度设计值，但范围很小。其余部位钢筋应力均较小，远未达到屈服强度设计值。型钢钢骨的最大应力出现在转换梁根部上下翼缘处，其次与转换梁钢骨翼缘交接的柱钢骨翼缘应力也较大。钢骨最大应力约为150N/mm，钢骨应力比为0.5，远未达到钢材的屈服强度设计值。第19页2015年4月25日混凝土为弹塑性材料，且抗拉强度较低，由结果可以看出，转换梁上部、柱与转换梁顶交界处的混凝土拉应力均超过混凝土抗拉设计值，此部分混凝土在中震条件下拉裂，受拉区混凝土退出工作，拉应力主要由钢筋承担，但钢筋未屈服。混凝土的局部破坏未对构件产生关键影响，满足“中震可修”的水准要求。受压区混凝土主压应力为32N/mm，未超过受压强度设计值，满足要求。第20页2015年4月25日通过分析得到梁柱节点在中震条件下的应力水平和应力分布，结论为钢筋未达到屈服强度设计值，满足要求；转换梁钢骨和柱钢骨应力比满足要求，最大应力主要分布于交界处，在施工时应特别注意钢骨连接处的焊接质量。混凝土受拉区中震时拉裂，拉应力主要