td-截面偏心与刚性连接

《td-截面偏心与刚性连接》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、midasCivil技术资料----截面偏心与刚性连接midasCivil技术资料1----截面偏心与刚性连接11．截面偏心21.1截面偏心概述21.2设置截面偏心的作用31.3设置截面偏心的影响32．刚性连接72.1刚性连接概述72.2模型验证83．截面偏心与刚性连接的关系93.1位移关系103.2内力、应力关系11参考文献12北京迈达斯技术有限公司桥梁部2013/05/17midasCivil技术资料截面偏心与刚性连接1．截面偏心1.1截面偏心概述偏心点是指在模型窗口中显示的线单元是以截面哪个位置为基准生成的，并不改

2、变截面的实际质心位置。截面偏心的默认位置是截面质心，若要修改偏心可在截面定义中实现，如图1-1所示，并可使用消隐功能显示生成的截面形状。截面偏心点的概念简单易懂，具体操作一下便知。图1-1截面偏心“左上”或“左中”图1-2单元坐标轴方向与截面偏心的关系注意：定义单元时局部坐标的方向将直接影响偏心数值的填入。具体区别如图1-2所示。对同一梁单元模型，分别以从左至右、从右至左的顺序连接节点建模。截面偏心选择“左偏心”。可见，设置偏心时截面坐标系的x轴正方向与单元局部方向一致。北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核

3、）2midasCivil技术资料截面偏心与刚性连接1.2设置截面偏心的作用程序设定截面偏心的作用是方便建模（如配筋，布置预应力刚束等），且让所建模型消隐后看起来很漂亮、美观，例如变截面的单梁模型，我们修改偏心为中上偏心，即截面以顶对齐。1.3设置截面偏心的影响截面偏心的设置对分析结果有影响，主要有两方面：荷载和边界条件。荷载可以作用单元质心上或节点上，边界只能作用在节点上，而节点又正是我们定义的截面偏心点，所以会产生影响。例如，简支梁跨中施加一竖向节点荷载，考虑截面偏心分别采用中上和质心的两种情况。结果显示中上对齐的模型

4、产生了轴力，而质心对齐的模型无轴力。这是因为荷载直接施加在节点上，而结构分析按照质心的位置进行计算，这样在节点和质点之间就形成了产生轴力的刚臂，具体详见桥梁荟3月刊。由上述可知，定义截面时确定的偏心点即是我们建模时单元的节点，两者完全一致，只是在不同的建模阶段名称不同而已。从计算角度讲，对同一有限元模型截面的偏心位置决定了荷载作用点的位置。因此，建模时需保证消隐后构件的空间位置与实际结构一致。1.梁单元荷载：输入时定义在梁单元上，实际作用于截面质心。（a）(b)(c)图1-3对比三种偏心荷载的情况（a）不勾选“偏心”（b

5、）勾选“偏心”，但设置为0；（c）设置1m偏心考虑三种情况：（a）定义梁单元荷载-10kN，不选择“偏心”；（b）定义梁单元荷载-10kN，选择“偏心”，但偏心数值为0；（c）定义梁单元荷载-10kN，设定“偏心”数值为1m；如图北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）3midasCivil技术资料截面偏心与刚性连接1-3（a）-（c）所示。（a）不勾选“偏心”（b）勾选“偏心”，但设置为0；（c）设置1m偏心图1-4设置不同荷载偏心的对比结果从消隐图1-4可看出，不勾选“偏心”时，梁单元荷载显示加载在单元节

6、点上；勾选了“偏心”后，梁单元荷载显示的偏心位置以质心为参考线。对比图1-4左侧梁（a）和中间梁（b）的反力结果，可知，是否修改偏心位置，对梁单元荷载的作用效应没有影响，因为：梁单元荷载是施加在单元的截面质心上。图1-5节点荷载2.节点荷载：对图1-4模型改为施加节点荷载，由图1-5结果可以看出无论如何修改截面偏心，始终施加于建立的梁单元节点上。另将中间模型(b)设置偏心位置：左上部-质心-0.5m，如图1-6所示，可以发现支反力的变化，如图1-7所示。北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）4midasCi

7、vil技术资料截面偏心与刚性连接图1-6截面偏心（左上部-质心-0.5m）（a）偏心：左上部-质心-0.5m（b）偏心：左上部图1-7支反力结果（节点荷载）注：修改中间梁时，修改截面偏心后，需要对支座节点进行移动。由于刚性连接的原因，支座节点作为“从节点”不会随着截面偏心的修改而随之偏移。思考：同样的模型，同样施加10KN的均布线荷载，只是施加方式不一样：图1-5施加梁单元荷载，图1-6施加节点荷载。为什么梁单元荷载和节点荷载都作用在质心时，支反力却不一样？原因：梁单元荷载的支反力:10KN/m×10m=100/6=16

8、.7KN（与单元长度有关）节点荷载的支反力：10KN×11（10个单元11个节点）=110/6=18.3KN（与节点数有关）需要注意的是，对于变截面等情况，偏心点连线与截面质心连线距离是变值，从而影北京迈达斯技术有限公司王喜盈（编）王亮、唐晓东（核）5midasCivil技术资料截面偏心与刚性连接响计算结果输出。图1