有限元加筋实体单元求解预应力混凝土梁自振频率方法.pdf
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1、2 0 1 2年第 2期 ( 总 1 8 3期 ) 安徽建筑 计 算 机 技 术 与 应 用 安 徽 建 筑 团 查 旦 体单元求解预应力混凝土梁自振频率方法 Wa y s t o S o l v i n g Na t u r a l Vi b r a t i o n F r e q u e n c e o f Pr e s t r e s s e d Co n c r e t e B e a m b y AB AQUS 蒋 超 ( 黄山 市 黄 山 区 建 设 工 程 质 量 监 督 站, 安 徽 黄山 2 4 2 7 0 0 ) 摘 要 : 使用 A B A QU S 软件创建三维实体加筋
2、混凝土梁有限元模 型 , 对预应 力荷 载作 用下混凝 土梁进行模 态分析。在与试验数值进行 比对中, 得出了有益的结论 , 为3 - 程计算及动态参数检测与分析提供 参考依据。 关键词 : A B A Q us ; 预应力; 自 振频率 中图分类号 : T U 1 7 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 2 0 4 0 2 1 概述 在预应力混凝土梁中, 钢筋混凝土梁被施加了一个沿轴向 的预应力,受轴力的梁弯曲振动频率会受到轴力大小的影响。 长期以来人们就利用频率的变化实现对结构的健康检测。 在损 伤检测的研究中, 基于振动测
3、试的方法也已成功的用于检测结 构的损伤。预应力的损失改变了结构的动力性能: 结构的刚度 变化能通过检测结构的振动特性的变化来评估。 然而从数据上 看 , 并没有成功的确定预应力损失与莫泰参数变化之间的相互 关 系方法 。 华中科技大学张长跑通过试验研究了在不同预应力状态 下预应力梁的自振频率变化,本文依据其论文中相关模型数 据,使用 A B A Q U S有限元软件建立三维实体加筋模型进行模 态分析。 模型中普通钢筋及预应力钢筋使用线型模型桁架单元 模拟, 通过软件提供的e m b e d d e d r e g i o n方法与混凝土单元无滑 动连接, 实现应变协调。 2 模型介绍 试验共设
4、计了5根预应力混凝土简支梁 , 其中2根为无粘 结预应力混凝土梁, 另外 3 根为有粘结预应力混凝土梁, 均为 矩形截面。梁的截面尺寸为 1 2 0 m m X 2 4 0 mm。混凝土强度为 C 4 0 , 主筋、 箍筋、 架立筋为 I 级钢筋。 试验梁的非预应力钢筋的 布置为: 上部 2 8 , 下部 2 1 2 , 预应力筋直径为 1 5 2 mm的 7 股 1 8 6 0级钢铰线, 其截面积为 1 3 9 mm 。箍筋采用 6 1 5 0进 行配置, 混凝土采用 C 4 0 , 试件实际长度 1 =3 9 0 0 m m, 计算长度 1 :3 7 0 0 m m。预应力筋张拉力为 1
5、2 0 k N 。 2 1 材料参数设置 模型中相关材料 参数为 :混凝土模型材料参数 : p= 2 5 4 9 k m 3 , E = 3 2 5 61 0 4 MP a 、 1 , = 0 2 。预应力钢筋材料参数 : D =7 8 0 0 k m 、 E = I 9 5 X 1 0 M P a 、 v= 0 2 、 x l = l 1 0 。 普通钢筋材 料参数: P= 7 8 0 0 k # m 、 v= 0 2 、 E = 2 0 6 X 1 0 MP a 。钢筋截面等其 它参数依据相应规范选取。 2 -2模型创建 在 A B A Q U S软件环境中分别创建混凝土实体, 钢筋、 预
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