板柱节点的有限元分析

刚度 矩阵 ； 与组合 式不 同之 处 在 于它 不 是 先分 别 求 出混 凝土 与钢筋对 单 元 刚 度 的贡 献 然后 再 组 合 ， 而 是一 次性求 得组合 的刚 度矩阵 。
１ ３ 组 合 式 模 型 ．
力 途 径短 捷 ， 能充 分利 用空 间资 源增加 房 间净高 ， 减 少建 筑 物 的层高 ， 而降低 建筑 物 的造价 ， 从 同时该 体 系 大大 简化 了施 工 支模 及 绑 扎 钢 筋 工作 ， 具有 良好 的综 合 经济 效益 ， 筋砼板 柱结 构体 系形式 简单 ， 钢 传 力 途径 短捷 可靠 ， 间分 隔灵 活 ， 房 可兼 顾 多种使 用功 能 的要 求 ， 另外 ， 种 结构 体 系 由于 不需 设 梁 ， 降 这 可 低楼 层层 高 ， 与框 架 同高 度 时可增 加层数 ， 在 因而具 有显 著 的经 济效 益［ 。 １ ］ 板 柱结 构体 系 中 ， 直 接 支 撑在 柱 上 。荷 载 由 板
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板柱 节 点 的有 限 元 分析
王 四 江 ， 朱 珊
（ 吉林 大学 建设工 程学 院 ， 春 １ ０ ２ ） 长 ３ ０ ６
摘 要 ： 板柱 节 点 的安全 性 能关 系到 结构 的安全 ， 通 过 大型 有 限元 软 件 ＡＮＳ ＹＳ的分 析 ， 们 得 出在 荷 我 载作 用 下 的位移 和 应 力 ， 以进 一 步研 究 板 柱 节 点 的 承 载能 力 。 关键 词 ： 板柱 节 点 ； 载力 ； 限元分 析 ； 承 有 ＡＮＳ Ｓ Ｙ 中 图分 类号 ： Ｕ３ １ Ｔ ｌ 文献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ９８ ８ （ ０ １Ｏ 一０ ７Ｏ １ ０ —９ ４ ２ １ ） ４Ｏ １ 一３
体 系 的抗 震 性 能 分 析 ［］ 东 南 大 学 学 报 ． ０ １ ３ （ ） Ｊ． ２０ ， １ ６ ：
度矩 阵是分 开来求 解 的 ， 虑 到钢 筋 是 一种 细 长 材 考 料 ， 常可 以忽略其 横 向抗 剪强 度 ， 通 因此可 以将钢 筋 作为 线单元处 理 。钢筋 和混凝 土之 间可 以插入 黏结 单元来 模拟 钢筋 和混凝 土之问 的黏结 和滑 移 。 １ ２ 整体式 模型 ． 将钢 筋分 布 于整 个单 元 中 ， 定混 凝 土 和钢 筋 假
板柱节点在 荷载作用下 的应力应 变和裂缝 云图 ， 我们 可 以根据有 限元分析 结果 进行有 目的地增 加配筋 ， 增 加了板柱节点的极 限承载能力 ， 使结构更安全 。
参 考 文 献
［ ］许 巍 ， 书 亭 ， 永 生 ．新 型 梁 柱 一 板 柱 组 合 结 构 （ 宅 ） １ 梁 蒋 住
各种 单元 。
其传 递 的荷 载将 由相 邻 节点 承 担 ， 后 者 将不 胜 负 而 荷 。板 柱节 点 的连 锁 破 坏可 能 造 成 整块 楼 板 塌 陷 ， 当下 层 楼 盖 不 能 承 受 从 上 层 塌 落 下 来 重 物 的 冲 击
时 ， 将 发 生 破坏 ， 终 酿 成灾 难 。因此 ， 盖体 系 也 最 楼 中板 柱 节 点 是 抗 冲 切 和 抗 震 的 薄 弱 环 节 ， 柱 节 板 点 工作 性 能 的 好 坏 是 决 定 整 个 结 构 工 作 状 态 的
关键 引。
２ 板 柱 节 点 ＡＮＳ ＹＳ有 限 元 模 型 的 建 立 和
求 解
２ １ 板 柱节点 有限 元模型 ．
本 文 中的板 柱 节点 模 拟采 用 分离 式 模 型 ， 模 其
型 如 图 １所 示 。
１ 模 型
钢 筋混 凝 土有 限元模 型根 据钢 筋 的处 理方 法主 要分 为 ３种 ， 即分离 式 、 体式 、 整 和组 合模 式嘲 。 １ １ 分 离 式模 型 ． 把 混 凝 土 和钢 筋 作 为不 同的单 元 来处 理 ， 即混 凝 土和 钢筋 各 自被 划 分 为足 够 小 的单 元 ， 两者 的刚
板传 到 柱 ， 点 区域 的剪应 力 和弯 曲应 力 高度集 中 ， 节
很容 易 发生脆 性破 坏 。如果 某 一 节 点 处发 生 破 坏 ，
组合式 模型 又分为 ２种 ： 一种是 分层 组合式 ， 这 种模 型在杆 件 系统 ， 其 是 钢 筋混 凝 土 板 壳结 构 中 尤 应用 很广 ， 在横 截面 上分 成 许 多 混凝 土 层 和若 干钢 筋层 ， 并对 截面 的应 变作 出某些 假设 ， 种组合 方式 这 在钢 筋混凝 土板 和壳 结 构 中应 用 最 广 ； 一种 组 合 另 方式 是钢 筋混凝 土组 合 单 元 ， 面 问题 中主要 有 带 平 钢筋 的 四边形单 元 ， 间 问题 中主要 有 带 钢 筋模 的 空
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长春工程学院学报 （ 自然科 学版 ）２ １ ０ １年 第 １ ２卷 第 ４期
Ｊ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔ Ｔｅ ｈ （ ｔ ＳΒιβλιοθήκη BaiduｉＥｄ ． ２ １ ， １ １ ， ． ． ａ ｇ ｈ ｎ Ｉ ｓ ． ｃ ． Ｎａ ． ｃ． ｉ）， ０ １ Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ４
收 稿 日期 ：０ １ １ — １ ２１— ２ ６
作 者 简 介 四 江 （ ９ ７ ） 男 （ ） 河 北 雄县 ， 读 硕 士 王 １８一 ， 汉 ， 在
主要研究板柱节点。
图 １ 板柱 节 点 有 限元 模 型
王 四江 。 ： 柱 节 点 的 有 限 元 分 析 等 板
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黏 结 很 好 ， 把 单 元 视 为 连 接 均 匀 材 料 。 与 分 离 式 并 不 同的是 ， 求 出的是 综 合 了 混凝 土与 钢筋 单 元 的 它
钢 筋混 凝土 板柱 结构 体系是 现代 建筑 中被广 泛 应 用 的 结构形 式 ， 的突 出优点是 结 构形式 简单 ， 它 传