钢筋混凝土井式梁非线性有限元分析（可复制毕业论文）.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
钢筋混凝土井式梁非线性有限元分析
姓名:付爱群
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:张先进
20061106
华中科技大学硕士学位论文
摘要
钢筋混凝土井式梁楼盖结构作为房屋的重要受力结构类型之一,与单向板及双向
板肋形楼盖相比,具有结构受力性能好、经济性能好、外形美观等优点。但其作为一
种多次超静定结构,受力较为复杂。在不同的荷载、不同的截面及不同的边界条件下
内力分布各不相同。同时由于弯矩与扭矩的相互影响,增加了分析的难度。目前的计
算方法主要集中在弹性阶段的分析,对结构出现裂缝后构件的抗弯刚度及抗扭刚度的
确定,仍采用弹性阶段的刚度。因此,计算的内力和变形与实际情况相差较大,不利
于结构的截面尺寸及配筋设计,造成结构的某些部位因配筋不足过早出现裂缝,而另
外一些部位配筋过多,造成不必要的材料浪费。因此,本文针对这种交叉梁系结构编
制有限元程序,并考虑材料的非线性,实现了变刚度搜寻。
本文全面介绍了井式梁结构的分析方法:线弹性分析方法、考虑塑性内力重分布
的分析方法和塑性极限分析方法,并对这几种方法进行了比较分析;编制了钢筋混凝
土矩形梁在纯弯矩作用下的截面内力分析程序和截面弯矩—曲率计算程序,考虑了钢
筋的屈服硬化和混凝土的非线性特性,分析了钢筋混凝土矩形截面的抗弯刚度随荷载
变化的规律;运用空间梁单元有限元模型,编制了钢筋混凝土井式梁结构分析程序,
运用增量—迭代法对非线性方程进行求解。每级荷载下每个梁单元进行变刚度的搜
寻,设置收敛控制条件,保证一定的计算精度;运用自编程序对两种结构进行了不同
方式的建模,分析了井式梁结构受力特性,并与实测值及其他软件计算的结果相比较,
其结果令人满意。

关键词:井式梁结构;非线性有限元分析;空间梁单元;增量—迭代法;变刚度
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
As an important force-resistance structure, the capacity of the reinforced concrete
waffle slab is better than one-way slab and two-way slab: not only on the capacity of
force-resistance and economic, but also on the capacity of externality. But interior force of
reinforced concrete waffle slab is very difficult to be calculated, that because the
distribution of interior force plex under different loads, boundary condition and
section types. Moreover, the mutual action of moment and torsion will make the problem
more difficult. At present the calculation of waffle focus on elastic state, and the designer
usually consult form on reference books. The deflection of plastic phase is the 2~3 times of that
of elastic phase. The interior force and deflection calculated is far off the actual result. That is, some
place will crack for lack of steel bars while in other place steel bars are too enough to yield.
Therefore in this paper, finite element program for waffle is designed. At the same time, it
considers the nonlinear of steer and concrete.
The paper roundly introduce the method of analyze the structure, including elastic