关于迈达斯刚域设置的说明

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1、midasCivil技术资料----关于刚域设置的说明目录midasCivil技术资料1----关于刚域设置的说明11引言22刚域效果32.1刚域效果概述32.2模型验证53设定梁端部刚域103.1设定梁端部刚域（即梁端偏心）概述103.2梁柱斜交时刚域设置114模型结果对比124.1模型简介124.2结果对比134.3应用17参考文献19北京迈达斯技术有限公司桥梁部2013/05/27midasCivil技术资料关于刚域设置的说明1引言框架构件截面相对其跨度较大时，梁柱交接处会形成刚性区域，其实际内力分布见图

2、1-1，此时应考虑截面尺寸的影响。一般采用两端带有刚域的杆件对刚架计算内力进行修正。（a）框架节点处的真实弯矩图（b）梁端控制截面弯矩与剪力图1-1框架结构图1-2盖梁、横向连系梁与桥墩的连接如图1-2所示，桥梁工程中，盖梁与桥墩、桥墩与系梁等处的连接时，构件理论计算长度取各构件质心连线交点间的距离。而实际结构在端部存在偏心或在梁柱交接处固结形成刚域，使构件的实际计算长度比理论计算长度小，实际变形和内力小于计算值。如果考虑这种刚域效果，midasCivil提供以下两种解决方法。（1）在所有梁柱交接处，自动考虑梁

3、端偏移距离，即边界>刚域效果；（2）在所有梁柱交接处，用户直接输入梁端偏移距离，即边界>梁端偏心（设定梁端部刚域）。北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）2midasCivil技术资料关于刚域设置的说明2刚域效果2.1刚域效果概述考虑刚域效果影响刚架的弯曲变形和剪切变形，不影响轴向变形和扭转变形。对于弯曲变形和剪切变形，刚架的有效计算长度为（摘自《分析设计原理》）：LLZ(RR)1Fij（2-1）式中：L——轴线之间的距离；L——刚架有效计算长度；R、R——刚架两端的偏移距；1ijZ——刚域

4、修正系数，midasCivil中采用Z来修正忽略节点的刚体位移的小误差。FF如图2-1所示，截面尺寸1×1m，梁和柱长5m，梁柱交接位置对于梁、柱刚域偏心均为0.5m。考虑弯曲变形时，刚架有效计算长度L51(0.50.5)4m。1L1RiRj刚域长度：梁、柱构件共节点连接截面重合部分，本模L型为0.5m图2-1有效计算长度注：midasCivil仅对梁单元（或变截面梁单元）考虑梁柱交接处刚域效果。在midasCivil中可以利用边界>刚域效果功能将自动计算刚域的偏移距离对结构计算跨度的影响。如图2-2

5、刚域效果。北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）3midasCivil技术资料关于刚域设置的说明图2-2刚域效果（a）弯矩My（b）剪力Fz（c）轴力Fx图2-3梁、柱交接处1、6单元内力图北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）4midasCivil技术资料关于刚域设置的说明图2-4梁单元细部分析设置刚域效果后，根据公式（2-1），刚域修改正系数为0.75，单元1偏移距R为0.5，i则梁构件单元1的刚域长度为0.75×0.5=0.375m，柱构件单元6的刚域长度为0.375。从图2-

6、4梁单元细部分析中也可知计算剪力和弯矩时均考虑了刚域长度，所以剪力和弯矩开始计算的位置正好是刚域长度结束的位置。根据公式（2-1），修正系数取1.0，选择“修正后刚域”时，将等同于选择“刚域”命令；修正系数取0，选择“修正后刚域”时，将等同于不考虑刚域影响。2.2模型验证某钢架模型，梁、柱截面为1×1m，长5m，柱底部固结，材料均为C50。利用刚域效果功能自动考虑刚域应注意以下几点：（1）单元刚度的计算计算单元刚度时，轴向刚度和扭转刚度使用构件节点之间的长度（L）；计算抗剪刚度和抗弯刚度使用修正后的计算长度（L

7、LZ(RR)）。1Fij（2）分布荷载的计算北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）5midasCivil技术资料关于刚域设置的说明选择“刚域”命令确定构件内力输出位置时，刚域偏移距离（图2-1Ri,Rj）区间上分布的荷载只换算成节点剪力，构件的净距（LL(RR)）范围内的分布荷载可换算成1ij偏移位置上的剪力和弯矩，如果选择“修正后刚域”，则选用构件的修正后的计算长度。举例《建筑结构静力计算手册》中门式刚架计算，承受均布荷载，如图2-5所示。图2-5门式刚架所建模型参数：h5m，l

8、5m，q10KN/m，II。根据图2-5计算公式可以得12lhIql2到下面结果：1；k1；32k5；VV25KN；ABhlI212qlqlHAHB2.5KN；M1M212.5KNm44未考虑刚域效果时，采用civil建模计算结果与结构力学计算原理一致（图2-6）。MyFzFx（a）弯矩（kNm）（b）剪力（kN）（c）轴力（kN）