ansys中对组合结构栓钉的模拟

对于组合结构，钢梁与混凝土板协同工作程度与结构的极限承载力和变形、
及其各项力学性能有着非常密切的关系，而钢梁与混凝土板的连接主要是靠
剪力连接件，比如栓钉，因此在用ansys进行有限元分析时，如何有效的模
拟栓钉是至关重要的。这段时间看了不少有关组合结构有限元分析方面的文
献，栓钉在ansys分析中的模拟总结如下：
1.采用beam188单元模拟，模型中栓钉位置与实际结构中栓钉的设置一致，
栓钉沿长度方向分为n段单元（可根据实际砼网格划分情况确定n），将各节
点与最近的砼节点进行x,y,z三个方向的平移自由度耦合，保证栓钉与混凝
土块体共同工作。采用弹簧单元combin39，将栓钉与相应位置处的钢梁节点
建立弹簧单元，此时交界面上有3点重合，分别是钢梁节点，砼节点和栓钉
根部节点，先将栓钉节点与砼节点合并，再将其与钢梁节点建立弹簧单元。
2.栓钉采用实体单元solid65单元，钢梁采用solid45单元，将栓钉根部节点
与钢梁节点进行合并，混凝土采用solid65单元，剪力连接件与其周围的混
凝土采用面一面接触(Targetl70单元和Contactl74)进行模拟，考虑了混凝
土与剪力连接件之间的滑移和摩擦。
3.通过控制钢梁与混凝土板得网格划分，在相应栓钉处，直接在钢梁与混凝
土节点上（为两个重合节点）建立弹簧单元combine39单元，并采用合适的
荷载滑移曲线模拟，钢梁与混凝土的黏结滑移。
我对接触一块没有什么了解，方法2也主要针对专门模拟栓钉作用，分析栓
钉受力行为而采用的方法，对于一般的组合结构栓钉的模拟采用方法3就足
够了。针对方法3，建模时只模拟组合结构梁的栓钉作用，对于钢梁与混凝
土板得粘结作用是非常小的，不予考虑。应注意在栓钉位置处钢梁节点与混
凝土节点是重合的，采用combine39单元，先定义合适的荷载-滑移关系曲线
，再在两个重合节点上建立0长度的弹簧单元，该弹簧单元可以模拟x、y、
、z三个方向的位移，应按照实际受力情况选取。具体如何控制x、y、、z三
个方向的位移可参见单元库中对弹簧单元的描述。