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基于ABAQUS的板接触分析

2019-05-22周立欣薛振晓任献坤

产业与科技论坛 2019年8期
关键词:活荷载边界条件摩擦系数

□周立欣 薛振晓 任献坤

随着三代核电技术的研发和建造的广泛开展,缩短核电厂的建造工期,实现提前投产发电,可最大化地发挥核电厂的经济效益。为实现此目的,在核电现场不锈钢敷面越来越多地采用先贴法施工。本文采用ABAQUS模拟混凝土浇筑过程中不锈钢敷面与其支撑钢板的接触,得到不锈钢敷面的力学性能。

一、计算假定

根据模板支撑间距,相互接触的上、下两块钢板尺寸均采用300mm×1,040mm,钢板厚度均取6mm。钢板接触面间考虑法向作用和切向作用,法向作用为“硬接触”,切向作用通过摩擦系数来考虑。

二、边界条件

采用两个模型,分别模拟下部支撑钢板四周固结和铰结两种固定方式,上部钢板四周无约束,两钢板间定义接触。钢板采用壳单元(S4R),材料均为Q235。

图1 钢板有限元模型(钢覆面与钢模板之间接触连接)

图2 底板固结

三、荷载组合

(一)浇筑时混凝土荷载作用。

2.LL:活荷载。根据《建筑施工模板安全技术规范》4.1.2条款,振捣混凝土时产生的水平荷载标准值Q3k,对垂直面模板可采用2kN/m2。

(二)荷载工况。根据《建筑施工模板安全技术规范》4.3.2条款,大体积结构、柱、墙的侧面模板计算承载力时考虑恒荷载和活荷载,验算挠度时只考虑恒荷载。

1.基本组合。1.2DL+1.4LL;1.35DL+1.4×0.7LL。

2.标准组合。1.0DL+1.0LL。

经计算DL=40kN/m2,荷载组合由(1.35DL+1.4×0.7LL)控制,值为60kN/m2。

四、计算结果

不同边界条件下(固结、铰结),两块钢板在不同摩擦系数下的应力和位移如图3、图4所示。

图3 应力云图

图4 挠度云图

钢板摩擦系数最大应力N/mm2最大位移mm板接触060.880.780.260.050.770.459.310.760.658.70.750.858.050.74157.50.73

表2 底部钢板四周铰结

不同边界条件下,钢板应力和挠度随摩擦系数变化如表1、表2所示。

五、结语

随着摩擦系数的增大,最大挠度和最大应力逐渐变小。最大应力为60.88MPa,钢板没有屈服,处于弹性阶段。接触面之间摩擦力的增加提高了钢板的承载力,降低了挠度。

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