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电杆极限荷载的有限元分析

(2023-11-28 19:49:17)
标签:

有限元分析

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结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

电杆极限荷载的有限元分析

电杆极限载荷下的有限元分析,在C1C2杆达到极限荷载下,-30°方向的纵筋在悬臂控制区有一段仍处于受拉状态,而0°方向的纵筋在电杆长度方向上均处于受拉状态。这说明在电杆接近极限荷载前,电杆上部受拉边缘虽然开裂,但是整个截面并未全部退出工作状态,中性轴下移。纵筋在出现一段长度范围达到屈服后,由于中性轴下移,使得纵筋受拉力臂增长,能承受的荷载进一步增大,从而使得纵筋的屈服范围在长度方向上进一步增加。对比C1C2杆的钢筋应力等值线图,可以看出C1杆无论受拉纵筋还是受压纵筋,屈服长度均略大于C2杆。因此,在截面惯性矩和配筋面积几乎相等的情况下,出现电杆C1C2弯矩值的差异,既有混凝土本身强度差异的原因,也有纵筋屈服长度的原因。纵筋屈服长度长,电杆长度方向上达到开裂和破坏的长度就大,所需要的变形能就多。

C3杆达到极限荷载下,0°方向的纵筋在电杆长度方向上均处于受拉状态,而-30°方向的纵筋全长度反向受压,这说明在电杆接近极限荷载前,C3杆中性轴虽然有下移,但是下移幅度比C1C2杆小很多。从图5可以得出:电杆C3在极限破坏时,中性轴下移幅度很小,塑性变形能力差,破坏模式为半脆性破坏,C1C2杆在极限破坏时,中性轴下移幅度较大,有良好的塑性变形能力,破坏模式为延性破坏。分析结果与荷载-挠度曲线图反映的结果吻合。C3杆出现半脆性破坏,是控制区段的截面纵筋配筋率超筋所致,因为C3杆为一钢筋混凝土电杆的上半截,实际上处于超筋状态,其破坏模式为超筋破坏。

  对于不同试验电杆,分别选各自模型中加载点的节点(C1C2杆为6201号节点,C3杆为3845号节),提取该节点的相应图和数据。弯矩应变值提取试验中粘贴应变片的部位,对应到有限元模型中,即是提取相应位置处某一单元的弯矩应变图和数据。C1C2杆提取3981单元的图和数据,C3杆提取2461单元的图和数据。电杆在截面上为中空环形,不适合提取截面上的应力分布,且钢筋沿环向布置,相对中性轴高度变化不一,有必要分析电杆在达到极限承载力后,不同位置处钢筋的应力分布,故沿截面提取同一高度的纵筋各一根,绘制应力等值线图。

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