钢纤维砼复合梁有限元建模的可行性分析

作者：孙健^*

来源：工业技术创新, 2022, 9(06): 58-66.

DOI：10.14103/j.issn.2095-8412.2022.12.007

• 塑性损伤
• 钢纤维砼复合梁
• 有限元建模
• 随机分布
• 分离式建模

钢纤维砼作为一种混合型混凝土基体，在应用于梁结构时具有良好的阻裂效果，但其开裂、破坏机理的表达是有限元建模中的难点。构建通用的混凝土塑性损伤模型，根据Sidoroff能量等效原理，考虑混凝土塑性损伤特性，推导典型的混凝土塑性损伤因子，明确钢纤维砼的塑性本构参数，得到了容易迭代收敛、数值贴合实际情况的钢纤维砼单轴非弹性应力—应变曲线。建立有限元模型，考察钢纤维砼复合梁的开裂特征和承载力，并利用随机函数开展分离式建模，论证钢纤维砼复合梁有限元建模的可行性与适用性。研究发现：建立的有限元模型可以在后处理分析功能中考察具有不同钢纤维砼厚度的梁结构的开裂、破坏情况，对钢纤维砼复合梁进行准确、可靠的模拟；在钢纤维数量不多的特定小梁结构中，可随机生成实现一定数量的钢纤维，实现分离式建模，更加直观地了解钢纤维的应力变化。