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托梁与屋面梁的连接
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2015/06/29 14:27:10

问题描述

        如下图所示,钢柱与屋面梁是铰接,钢柱与托梁是刚接,对钢柱顶部节点释放屋面梁方向弯矩是否合理?托梁与屋面梁采用的是上下搭接的连接方式,此方式在 SAP2000 中如何模拟?

解答

如果在几何模型上不考虑托梁节点和屋面梁/钢柱节点间的偏移,即采用上图所示模型进行分析,则有:

  1. 钢柱与屋面梁的铰接主要是针对屋面梁的受弯,而钢柱与托梁的刚接主要是针对托梁的受弯。因此,对钢柱释放屋面梁方向的弯矩是合理的!这样既不影响钢柱与托梁的刚接,也不破坏两个屋面梁之间的刚接。

  2. 默认情况下,托梁与屋面梁之间的刚接可以传递力矩,最主要的是屋面梁的主弯矩传递为托梁的扭矩;而通常情况下,屋面梁的扭矩和次弯矩向托梁的传递则不重要。因此,为了模拟托梁和屋面梁之间的搭接,可以只释放的托梁的扭矩(注意:只释放一端即可,两端都释放会造成构件失稳),但不能释放弯矩(否则会影响托梁和钢柱间的刚接或托梁和托梁之间的刚接)。

        另外,如需考虑托梁的与屋面梁/钢柱的节点偏移(通常情况下,并无此必要),可以指定插入点,效果如下图所示:

        如果在几何模型中调整托梁位置,使其与柱顶及屋脊在竖向偏移一段距离,如下图所示。采用该模型进行分析时,可以做如下处理:

1、无抽柱的柱顶节点(亦即屋面梁节点)与托梁节点间使用刚接,即指定 Body 束缚(选中全部6个自由度)。同时,对钢柱顶部节点释放屋面梁方向的弯矩。这样,既可实现钢柱和屋面梁的铰接,也可实现钢柱和托梁的刚接。

2、抽柱的屋面梁节点与托梁节点间使用铰接,即指定 Equal 束缚(只选中3个平动自由度),这样就可以在保证屋面梁、托梁自身连续(刚接)的同时,屋面梁和托梁之间为完全铰接。这样可以保证托梁和屋面梁之间无任意力矩传递,包括两个方向的弯矩和扭矩。

        该方法在几何处理上较为繁琐,但托梁和屋面梁的连接处理地较好。但是,事实上,我们还是应该根据问题的特点选择最合适的方法,如果托梁或屋面梁的扭矩和次弯矩很重要(实际工程不多见)的话,显然第一种方法欠妥。

        使用程序进行分析,应该抓住问题的主要矛盾,模拟构件的最主要最重要的力学性能,苛求面面俱到有时是很困难的,往往也没有必要!

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