ABAQUS双钢板组合梁受力性能试验验证—四点加载论文复现

同济土木8年有限元经验，24年技术邻top16。 擅长abaqus论文复现、试验复现、尤其滞回复现。 以第一作者发表多篇一区SCI，全国大学生数学建模竞赛一等奖获得者。 精通领域：结构抗震；滞回曲线；钢筋混凝土结构；预制混凝土结构；预应力混凝土结构；钢结构；节点；框架；剪力墙；砌体；减隔震；惯容系统等。

结构工程领域组合结构尤其是双钢板组合结构数值模拟的学生或工程师

RC梁可采用四面钢板加固，形成双钢板组合梁体系

在加固钢板与原混凝土间灌浆，并于新旧混凝土间植筋，以此增强混-混界面粘结

钢板与混凝土间采用抗剪栓钉以形成可靠的钢-混连接

本期论文复现为采用双钢板加固的RC梁，连接构造如下图所示。为提高混凝土-灌浆料-钢板之间的粘结作用，采用植筋、栓钉等部件增强界面的抗剪性能。并通过四点加载研究其力学性能，在ABAQUS中的模型如图所示。

相比于典型的钢混组合结构，双钢板组合结构连接更加复杂，建模需要兼顾简化与分析精度。仿真的主要难点有：

1、栓钉、植筋等抗剪构件如何建立与简化

2、如何正确模拟钢混界面，混-混界面，栓钉/植筋界面的粘结滑移

3、模拟的结果如何调试与试验吻合

关键词

双钢板组合结构；抗剪栓钉；ABAQUS；静力性能；论文复现

模拟背景

RC梁可采用四面钢板加固，形成双钢板组合梁体系

在加固钢板与原混凝土间灌浆，并于新旧混凝土间植筋，以此增强混-混界面粘结

钢板与混凝土间采用抗剪栓钉以形成可靠的钢-混连接

复现内容

本期论文复现为采用双钢板加固的RC梁，连接构造如下图所示。为提高混凝土-灌浆料-钢板之间的粘结作用，采用植筋、栓钉等部件增强界面的抗剪性能。并通过四点加载研究其力学性能，在ABAQUS中的模型如图所示。

模拟难点

相比于典型的钢混组合结构，双钢板组合结构连接更加复杂，建模需要兼顾简化与分析精度。仿真的主要难点有：

1、栓钉、植筋等抗剪构件如何建立与简化

2、如何正确模拟钢混界面，混-混界面，栓钉/植筋界面的粘结滑移

3、模拟的结果如何调试与试验吻合

荷载-挠度曲线

有限元计算的荷载-挠度曲线与试验结果吻合一致。初始刚度、屈服荷载、承载力等均与试验结果吻合。采用双钢板加固的RC梁承载性能得到明显提升。

破坏形态

有限元模拟的破坏形态与试验结果一致。试件顶部混凝土压溃、钢板与混凝土间发生分离。可通过后处理的场变量查看其破坏形态。

结语

双钢板组合结构是目前结构工程中研究相对火热的课题，通常会在钢混界面布置较多抗剪栓钉，其粘结滑移性能通常不可忽略，且如何在适当简化中保留真实的力学性能亦为模拟中的难点。本次案例为保姆级，包含完整建模过程：部件、材料、相互作用、粘结滑移设置、后处理等。可为类似双钢板组合结构的精细化数值模拟提供参考。

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