多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析

《多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据江苏建筑2009年第增刊(总第130期)多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析曹峰，潘正琪，孙旭光(中国联合工程公司，浙江杭州310022)[摘要】文章分析了多侧向支撑梁的完全支撑刚度临界值。首先介绍了舍有侧向支撑的薄壁构件有限元法，推导了侧向支撑带来的附加刚度矩阵，再介绍了单侧向支撑粱的临界支撑刚度的理论分析，然后利用编制的有限元程序对多侧向支撑梁的临界支撑刚度进行了算例求解。【关键词】侧向支撑；有限元法；完全支撑刚度；临界刚度【中图分类号1TU323．3【文献标识码】Af文章编号]1005—6270(2009)S0—0013—03Re

2、searchofMultiple-Lateral-Braces-Beam’sCompleteBrace’sStiffnessBasedonFEMCAOFengPANZheng-qiSUNXu-guang(ChinaUnitedEngineeringCorporation，HangzhouZhejiang310022China)Abstract：Thispaperanalysedtheultimatecompletebrace’sstiffnessofmultiple-lateral-braces-beam．Firstinvestigatesthe

3、thin—walledmember’SFEMincludingthelateralbracesandinducestheadditionalstiffnessmatrix．Thenanalysestheultimatestiffnessofsinglebrace’Sbeamintheory．Atlastanalysestheuhimatestiffnessofmultiplebrace’SbeambyFEM．Keywords：lateralbrace；FEM；completebrace’Sstiffness；ultimatestiffnessO前

4、言钢结构建筑中，梁或柱有侧向支撑作用的情况很多，这样就形成了单或多侧向支撑作用的系统，如门式刚架中屋架斜梁一檩条一隅撑作用系统．楼面主梁一次梁作用系统．柱一梁一角撑作用系统等。支撑不是刚度越大越好。不是截面越大越好．而是利用适当的截面和刚度取得有效的支撑效果。完全支撑是指支撑能够使被支撑构件按照支撑点间距发生失稳的支撑。完全支撵所需要的支撑刚度和强度可用能量方法或有限元方法确定。实际支撑的刚度和轴压强度都必须在大于完全支撑所需要的最小刚度的情况下获得。这个最小刚度也称为临界刚度。因此，求解单或多侧向支撑系统的临界刚度显得尤为重要。l含有支撑的有限

5、元法文献[1】中对含有支撑的薄壁构件的有限元法有了一定的应用，但以往文献中对此的系统介绍和推导很少，本文下面对含有侧向支撑的梁的有限元法做了系统的描述。弹性分析时，总的有限元平衡方程为：{Ⅸd+ⅨJ}f∽=㈣(1)当有了侧向支撑时，就可以得到新的有限元平衡方程，也就是本文分析支撑问题的指导方程：{【』钮+吲十口q}f∽=∽(2)其中刚为物理刚度矩阵，是对构件物理参数的描述，吲为几何刚度矩阵，是对构件稳定性的描述，f研和{毋分别为总位移和总荷载向量，晖b】为附加的支撑刚度矩阵。单元位移向量和单元荷载向量分别为：f以}=<加lHl秽I移’10l0’1

6、硼2U-Z口2村72如口’2>f{Eel=

7、．+∽响旰(3)』_‘o其中矗¨Ub、几分别为支撑的侧向刚度、支撑点的位移及支撑点的Y坐标，％扎分别为剪心的水平位移和Y坐标。将“。、口用位移函数代入，将Ⅱb加入总的能量表达式，根据势能最小原理，分别对ful'、{0l求导，得到如下刚度矩阵[收稿日]2009-05-11【作者简介博峰，男，中国联合工程公司。万方数据14晖b】：江苏建筑2009年增刊(总第130期)u’l0l0710kb(Y．-rO0]0o后。饥训2o10j对于每个有支撑的节点，把fKb】对应着添加到总刚上去，就形成了最终的刚度矩阵。2完全支撑刚度分析本文所分析的完全支撑刚度都是针

8、对理想构件的弹性分析。2．1理论分析当支撑刚度达到临界刚度时。主要构件的临界荷载就达到某个极限值．因此可以利用这种关系来进行求解。首先求