问题描述:
当采用框架单元来模拟钢混组合梁桥主梁断面时,在给主梁指定温度荷载后,如下图中给主梁指定整体升温30°。通过显示梁单元荷载来查看施加的温度荷载,可以发现该主梁在工况【升温30°】下,构件的温度荷载为31.83°,并不是30°,这是为何?
解答:
常规混凝土梁桥的材料主要由混凝土构成,热膨胀系数相同,因此整体升温和降温都时,各个部分的变化温度一致。与混凝土梁桥不同的是,钢混组合梁桥的主梁是主要由两种材料构成,钢材和混凝土。
如果采用框架单元来模拟钢混组合梁桥,该截面属性仅能采用一种材料来表示,CSiBridge一般是将钢材换算为混凝土。由于钢材的热膨胀系数是高于混凝土的,同时升高或降低相同的温度,钢材的产生的热膨胀或收缩都是大于混凝土的。因此,如果要保证换算后两者产生的变形相同,混凝土的变化温度需要更大。所以采用框架单元来模拟组合梁时,构件的温度荷载值会略大于指定的温度荷载。
由于钢混组合梁截面的特殊性,建议用户在模拟钢混组合梁的阶段施工分析、温度荷载等效应时,采用板壳单元来模拟主梁,此时主梁和顶板可分别采用不同的材料和单元来模拟,其计算结果也将更接近真实值。如将上述模型离散为板壳单元,再次查看结构温度荷载,可以看到各个构件的温度荷载为30°。