第33卷第21期西建筑 Vol.33No.21 山2007年7月Jul. 2007SHANXI ARCHITECTURE

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文章编号:1009 6825(2007)21 0069 02

ABAQUS在钢板 混凝土复合材料结构中的应用

邹林 李刚 詹金林

摘 要:用ABAQUS有限元软件对钢板 混凝土复合材料进行了仿真模拟,通过不同工况的计算对比,显示出钢板 混凝土复合材料的优点,验证了在保证钢板与混凝土梁协同工作条件下,采用该结构的可行性。关键词:复合材料,ABAQUS,有限元,钢筋混凝土中图分类号:TU398.9

文献标识码:A

有限元的发展至今已经有五十多年了,随着计算机性能的提高,有限元的功能也越来越强,从当初单纯的线性发展到现在的非线性,可以解决结构、热、流体、电磁、声学等问题,可以模拟复杂的接触、碰撞、爆破等问题。其基本思想是将问题的求解域离散为一系列单元,单元之间靠节点连接,单元内部点的待求物理量可由单元节点物理量通过选定的函数关系插值求得,然后由单元方程再形成总体代数方程组,加入边界条件后即可对方程组求解。现在有限元可广泛地应用于土木工程、交通、水利、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、国防军工、电子、造船、生物医学、地矿、日用家电等一般工业及科学研究。ABAQUS是美国著名HKS公司开发的大型通用商业有限元软件,被广泛地认为是功能最强的有限元软件,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析,同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库,并拥有各种类型的材料模型库,可以模拟典型工程材料的性能,其中包括金属、

1 概述

钢筋混凝土结构由于其合理地利用了混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能,具有良好的整体性和耐久性,对建筑业的发展有着巨大的推动作用,然而随着建筑物规模的发展,很多情况下钢筋混凝土已经满足不了结构的需要,于是就有了复合材料以及预应力混凝土的出现。现在混凝土复合材料多种多样,有玻璃钢 混凝土复合材料、钢纤维 混凝土复合材料、型钢 混凝土复合材料、钢板 混凝土复合材料等,这些复合材料的应用使得结构的强度明显提高,明显减小了结构截面的尺寸和结构的自重。钢板混凝土结构由于其简单易行的特点而得到广泛的应用,而且外贴钢板还可以用来补强钢筋混凝土结构,弥补由于某些原因造成的质量问题。钢板与被加固件的连接有涂抹特殊结构胶、植筋锚固焊接或 锚固 焊接 粘结!三重连接技术等,可以使二者很好地连接成一体,达到同步受力,消除应力滞后的效果。下面就钢板混凝土结构进行了数值模拟研究,通过不同工况对比,显示钢板混凝土结构的优点。

2 ABAQUS软件的有限元分析

A3钢板,提高抗剪承载能力,在异形箱梁长边侧底板混凝土表面粘贴A3钢板,提高抗剪及抗裂能力。

方案三:拆除现有的钢筋混凝土异形箱梁及桥面铺装,架设预应力混凝土简支空心板梁。

方案对比:方案一,方案二可以在结构短时间封闭交通的情况下完成,对高速公路的运营不造成严重影响,但是箱梁内部施工操作空间有限,施工难度较大;方案三需要长时间中断交通,给高速公路的营运带来严重影响。因此,方案一,方案二从高速公路营运的角度出发是可取的,同时由于异形板桥面出现严重的下挠,影响车辆通行,需要进行桥面结构的整平,从而增加了异形板箱梁的恒载,所以在增加异形板箱梁腹板抗剪能力的同时,也适当增加体外预应力提高结构的抗弯承载能力,从这方面考虑,方案一较方案二更为合适。

4 结语

1)对桥面线形进行长期检查、监测,通过桥面线形的数据及时发现结构病害;2)现浇异形板的施工过程需要严格控制,模板支架的搭设需要进行预压,以免浇筑混凝土后出现异形板梁跨中下挠,异形板腹板模板要严格控制(在公路桥梁日常检查看不到的部位要适当增加安全储备)。

参考文献:

[1]谌润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实践[M].北京:人民交通出版社,2002.1.

[2]李有丰,林安彦.桥梁检测评估与补强[M].北京:机械工业出版社,2003.8.

[3]柴丽萍.混凝土结构耐久性的探讨[J].山西建筑,2004,30

(24):48 49.

Researchonreinforcementworksofonecast in siteirregularconcreteboxgirder

ZENGWei

Abstract:Baseduponanalysisofthediseasesofcast in siteirregularconcreteboxgirder.Threetreatmentschemesareproposed.Through

comparativeanalysisandcalculationofthosethreeschemesreasonableandoptimalschemeisselectedforreinforcementtreatment,whichpro videgoodreferencesforsimilarworks.

Keywords:cast in siteirregularboxgirder,crack,reinforcement,externalprestress

收稿日期:2007 03 29

作者简介:邹 林(1977 ),女,讲师,长江工程职业技术学院,湖北赤壁 437302

李 刚(1978 ),男,工程师,济南市水利建筑勘测设计研究院,山东济南 250014

詹金林(1977 ),男,硕士,工程师,现代建筑设计集团申元岩土工程有限公司,上海 200011