基于有限元的深梁构件受力分析

发布于：2022-09-27 10:02:27 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

杆系结构中杆件的截面尺寸远小于长度，因此符合平截面假定【垂直于杆件轴线的各平截面(即杆的横截面)在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲而变形后仍然为平面，并且同变形后的杆件轴线垂直】

但实际工程中如牛腿、深梁、剪力墙等构件均不满足平截面假定，这种构件也可称之为复杂应力构件，这是由于在结构部件的集中荷载作用处、几何形状突变处以及支座附近的范围引起应力流絮乱，拉应力区与压应力区界线不明晰，应力场还有可能发生各种突变，转移，破坏形态上也多以剪坏、扭坏为主。

在《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010(2016版)）中关于应力配筋有如下要求：对于二维或三维非杆系结构构件，当按弹性或弹塑性分析方法得到构件的应力设计值分布后，可根据主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定配筋量，按主拉应力的分布区域确定钢筋布置。

因此建立一个高跨比为1的深梁进行ABAQUS有限元分析，在上部施加一个均布荷载，两端进行铰接，得到应力云图如下。

从上图中，可以明显看到结构在支座处出现45°的应力流线，说明支座部位为结构的薄弱区，需要进行加强处理；梁上部全截面受压，全截面受压区约为梁高的1/3；沿梁高中间1/3部位应力接近于零；梁下部跨中为拉应力区。简化模型如下图所示，这种破坏形态，支座和混凝土一起构成＂拉杆拱＂体系，符合咱们对深梁构件的认识，说明对于复杂应力构件采用有限元分析是合理可靠的，可以根据有限元应力结果进行相应配筋。