一个筏板中钢柱受拉节点破坏模式的算例记录下遇到的坑。
输电塔模型在abaqus:以BKZ1为代表进行建模计算筏板计算范围从加劲肋边缘往外延伸3m。采用Abaqus/Explicit模块进行显式非线性分析网格划分,钢柱采用S4R壳单元筏板采用C3D8R六面体实体单元。材料等级柱Q345GJ钢材,筏板C40混凝土壳单元通过embedded region嵌入实体单元中。
边界条件:約束筏板四个侧面全部自由度
荷载:采用位移加载模式,在钢柱顶端施加200mm位移模拟钢柱受拉荷载作用。
C40:混凝土塑性损伤输电塔模型茬abaqus
整体输电塔模型在abaqus剖面Mises应力分布
钢柱剖面Mises应力分布
筏板剖面最大主应力分布
输电塔模型在abaqus最大位移200mm钢柱及钢柱周围混凝土均达到最大位移值。
为了输出损伤需要在定义材料本构时定义损伤因子,推荐Abaqus插件createMaterialConcrete
可以自动生成混凝土塑性损伤输电塔模型在abaqus参数。损伤因子0-->1分別代表无损伤-->完全失效一般来说受压损伤>0.3,受拉损伤>0.5可以认为单元失效。C40混凝土参数定义如下图所示:
混凝土受拉损伤分布发展如下圖所示:
混凝土受拉损伤发展分布图(1)
混凝土受拉损伤发展分布图(2)
混凝土受拉损伤发展分布图(3)
混凝土受拉损伤发展分布图(4)
混凝土受拉损伤发展分布图(5)
混凝土受拉损伤发展分布图(6)
混凝土受压损伤分布发展如下图所示:
混凝土受压损伤发展分布图(1)
混凝土受压损伤发展分布图(2)
混凝土受压损伤发展分布图(3)
混凝土受压损伤发展分布图(4)
混凝土受压损伤发展分布图(5)
混凝土受压損伤发展分布图(6)
从筏板混凝土受拉、受压损伤分布发展图可以看出筏板破坏模式为从钢柱底板沿45°向上发展的混凝土冲切破坏,可以采用冲切承载力计算公式进行钢柱受拉验算。需要注意的是,冲切破坏椎体的有效高度应取钢柱底板至筏板顶距离
钢柱受拉荷载-位移曲線如下图所示:
荷载(N)-位移(mm)曲线
未施加多余约束时,筏板破坏模式为从钢柱底板沿45°向上发展的混凝土冲切破坏,可以采用冲切承载力计算公式进行钢柱受拉验算。需要注意的是冲切破坏椎体的有效高度应取钢柱底板至筏板顶距离。