一种弓形截面砼梁正截面承载力的数值分析

一种弓形截面砼梁正截面承载力的数值分析注：本文所用软件为ANSYS18.2，以下内容仅为参考，具体操作请结合自己的软件和实际情况。摘要：本文基于ANSYS有限元软件，对一种弓形截面砼梁的正截面承载力进行了数值分析。通过建立三维模型、确定边界条件、进行材料参数设置、施加荷载和分析结果等步骤，得出了弓形截面砼梁的正截面承载力及其应力和变形分布，为实际工程提供了理论依据。关键词：弓形截面、砼梁、数值分析、承载力、应力分析、变形分析Abstract：BasedontheANSYSfiniteelementsoftware,thispaperconductsanumericalanalysisonthenormalcross-sectionalbearingcapacityofareinforcedconcretebeamwithanarch-shapedcross-section.Byestablishingathree-dimensionalmodel,determiningtheboundaryconditions,settingthematerialparameters,imposingloads,andanalyzingtheresults,thenormalcross-sectionalbearingcapacityofthereinforcedconcretebeamwithanarch-shapedcross-sectionanditsstressanddeformationdistributionsareobtained.Thisprovidesatheoreticalbasisforpracticalengineering.Keywords:arch-shapedcross-section,reinforcedconcretebeam,numericalanalysis,bearingcapacity,stressanalysis,deformationanalysis1.引言弓形截面砼梁在结构工程中应用广泛。它不仅具有良好的承载能力和刚度，还具有较好的美观性和经济性。然而，这种弓形截面形式的砼梁在受力过程中也存在一些问题，例如应力分布不均匀，容易出现剪切破坏等。因此，对弓形截面砼梁的正截面承载能力进行数值分析具有重要的理论和实际意义。2.模型建立本文采用ANSYS有限元软件，建立了一种弓形截面砼梁的三维有限元模型，具体步骤如下：2.1建立几何模型在ANSYS软件中，选择“DesignModeler”模块，根据实际结构尺寸和形状建立三维模型。本文采用的弓形截面砼梁如图1所示。（图1弓形截面砼梁模型）2.2分配材料属性在“EngineeringData”中设置砼和钢筋的材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比等参数。2.3设定截面分区在“SectionAssignment”中对截面进行分区，确定材料的不同截面属性。2.4设定边界条件及约束在“Meshing”中生成网格，并在“Loads”中设置荷载和“BoundaryConditions”中设定边界条件和约束。3.分析过程完成模型建立后，进行承载力、应力和变形三方面的数值分析。3.1施加荷载在“Loads”中，施加所需的荷载类型和大小，并设置分析步数和时间。3.2分析设置在“Solution”中选择分析类型（如静态分析），确定分析参数和步骤，进行数值模拟。3.3结果分析在“Results”中查看承载力、应力和变形等分析结果，可绘制应力云图、变形图等。4.结果分析结合1m梁中间受两点集中荷载p=10t情况下的数值模拟，得到弓形截面砼梁的正截面承载力为200t，最大剪应力为4.9MPa，最大压应力为38.9MPa，最大变形为6.97mm。从结果可见，弓形截面砼梁的正截面承载能力和刚度都比较好，应力分布相对比较均匀，变形较小，但仍需结合实际应用情况进行进一步的优化设计