关键词
榫卯连接;接头;ABAQUS;预制构件;论文复现
模拟背景
在装配式车站中,可在预制构件端头设置凸凹榫槽并进行干式对接连接,随后注入改性环氧树脂,以此形成注浆式榫卯
注浆榫卯接头不仅有效传递荷载与弯矩,还具备良好的防水性能,是粘结-干式连接的典型代表
此连接方式区别于传统整浇接头与干式拼接接头,具有典型的半刚性特性
复现内容
本次ABAQUS论文复现带来了一期SCI论文中的榫卯连接RC接头四点受弯试验模拟。其中接头采用注浆式榫卯构造,连接两端施加水平推力,接头注浆采用改性的环氧树脂,接头上下侧无粘结,连接构造具有粘结-干式连接特性。加载方式与连接构造如下图所示。

加载方式
连接构造
模拟难点
对于类似榫卯连接接头的数值模拟难点主要有:
1、具有粘结和干式连接的界面如何处理
2、粘结界面的力学参数如何确定
3、荷载-挠度曲线如何调试与试验结果吻合
荷载-挠度曲线
荷载-挠度曲线与试验结果吻合一致。初始刚度、开裂荷载、开裂后刚度等均与试验结果吻合,同时表现出明显的半刚性连接特性。

荷载-挠度曲线对比
破坏形态
破坏形态与试验结果相符。接头表现出典型的弯曲破坏特征,榫卯区域出现受拉裂缝,连接底部张开。

破坏形态
结语
连接接头的存在是导致预制装配式结构受力特性与现浇结构不同的根本原因。榫卯接头作为装配式结构常见的连接方式,注浆能够有效改善其受力特性,使得接头具有独特的变刚度和变承载能力。本教程为保姆级,包含完整建模过程:部件、材料、相互作用、边界条件、后处理等。可为类似复杂接头的数值模拟提供参考。