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插入点影响桁架面内弯矩
创建者:郑翔,编辑者:郑翔,最近更新:2021/08/11 17:20:05

问题描述:

       一钢结构人行天桥的模型(图1),上部桁架采用钢结构,一端支撑在混凝土柱上,一端支撑在混凝土框架上。

1:人行天桥的模型

       天桥两侧主要受力桁架下弦杆,在恒、活载工况下的主弯矩在节点处有突变(图2),即节点处的弯矩不平衡(图3),但并未在节点出施加节点弯矩,请问是什么原因?

2:恒载作用下天桥各构件的主弯矩图(红线圈出节点为部分弯矩不平衡节点)


3:弯矩不平衡的某下弦节点

解答:

       该问题是由插入点位置和转换刚度引起的。查看模型的拉伸视图,发现下弦杆件与腹杆不是杆件中心相交(图4),其中下弦杆的插入点是在顶中节点,并且程序考虑了插入点的转换刚度(图5),导致腹杆的轴力相对于下弦杆中心会产生一个附加弯矩,使得节点处的弯矩看似不平衡(图3)。

4:桁架拉伸视图

5:下弦杆插入点及转换刚度

       一般进行桁架设计时,都会使得弦杆与腹杆中心相交(图6),这样就能避免轴力导致的附加弯矩,对于本案例,选中所有下弦杆,命令【指定>框架>插入点】,将插入点选择为5,最好再勾选不转换刚度(图7),则能得到节点弯矩平衡的结果(图8)。

6:弦杆与腹杆中心会交示意图

7:修改下弦杆插入点及转换刚度设置

8:调整后的桁架弯矩图

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