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钢结构设计中,构件打断或合并对设计结果的影响
创建者:吴文博,编辑者:吴文博,最近更新:2018/04/26 14:34:32

问题描述:

在程序中打断或合并构件对设计结果是否会产生影响?有哪些方法可以避免这些影响?

解答:

打断或合并构件会对设计结果产生影响,主要影响柱有效长度系数、等效弯矩系数βmx、βmy、βtx及βty的计算。

对柱有效长度的影响:

如果将梁、柱随意打断,由于无支撑长度系数的保障,对于常规的结构不会对柱有效长度系数产生影响,但是对一些特殊情况可能会导致程序在识别梁柱线刚度时出现错误,进而导致程序自动计算的有效长度系数出错。通常来讲,梁打断可能会导致程序识别梁长度减小,梁线刚度增加,会导致柱有效长度系数偏小,设计结果偏于不保守;柱打断可能会导致程序识别柱长度减小,柱线刚度增加,会导致柱有效长度系数偏大,设计结果偏于保守。

  • 如果将梁、柱合并,如图1所示,程序将会针对合并后的一个对象进行设计(本应对合并前的多个对象分别进行设计),这样设计不但会导致框架关系混乱,并且只会输出一个有效长度系数,设计对象的范畴模糊,会导致计算结果出现不可控的错误。

1 梁柱合并示意图


对等效弯矩系数的影响:

因为等效弯矩系数的计算与柱的杆端弯矩有关,柱打断后,程序会取打断后的杆端弯矩计算等效弯矩系数,这样会导致一定的误差,但通常会导致等效弯矩系数的计算偏于保守。

  • 如果对柱进行合并,程序会取合并后的杆端弯矩计算等效弯矩系数,这时无法判断计算结果是趋于保守还是不利。

基于以上分析,建议对梁柱在建模时,尽量保证其几何长度与设计对象的范围一致,必要时通过框架剖分(而不是打断)保证分析结果的准确性。对于梁,如果必须打断,则应检查打断后对柱的有效长度系数是否产生影响,如有影响则必须人为修改柱的有效长度系数。对于柱,在建模时如果打断可能会导致计算结果偏于保守,如果对于保守的设计结果难以接受,则需要通过修改有效长度系数或其他手段进行更加精细的分析与设计。而对于梁、柱合并,完全不建议用户在建模中使用此种方法,这将会对设计结果带来不可预知性。 

 

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