logo 知识库首页 ->SAP2000 ->常规荷载 ->温度作用下的结构内力与变形
温度作用下的结构内力与变形
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2017/06/22 14:20:25

问题描述:

        如下所示的平面门式刚架,水平梁外侧升温 50℃,内侧升温 25℃,截面高度 0.5m,故沿截面高度的温度梯度为 50/m。从结构变形图(左)可以看出,梁的变形曲线为开口向下(即:向上凸出)的抛物线形状;而截面正应力云图(右)却表明,工字形截面的上翼缘受压(负应力),下翼缘受拉(正应力)。请问,为什么水平梁的变形曲线与应力分布不一致呢?以这种变形曲线而言,难道不应该是“上翼缘受拉、下翼缘受压”吗?


解答:

        温度作用可以使静定结构自由变形而不产生内力,但对于超静定结构,其变形受到支座限制后必然引起支座反力和结构内力。对于【问题描述】中的分析结果,我们可以采用以下方式加以理解:

        如下图所示,假设水平梁的两端不存在立柱,而是换之以固定铰支座或固定支座,同时考虑沿截面高度线性变化的温度作用以及材料的热胀冷缩效应。对于固定铰支座,水平梁上翼缘伸长,下翼缘缩短,故产生自由的弯曲变形(上凸)且弯矩值为零。对于固定支座,水平梁的弯曲变形受到限制(即:两端转角为零),上翼缘无法自由伸长必然处于受压状态并产生压应力;同理,下翼缘无法自由缩短必然处于受拉状态并产生拉应力。


        综上,如果考虑梁柱间的刚性连接,水平梁两端的“支座条件”即介于固定铰支座和固定支座之间。非固定铰支座将产生非零的弯矩值,而非固定支座也将产生非零的变形值,这就是【问题描述】中的分析结果。

        需要注意的是,温度作用下的结构内力与变形不同于外荷载。前者是先有变形,变形受到限制后才产生内力;后者是先有内力,内力作用下才产生变形。由于因果关系不同,我们不能以常见的外荷载作用下结构内力与变形曲线之间的关系来简单地类比温度作用,否则很有可能会在理解程序输出结果的时候产生困惑和疑问。


  • 关键词列表
B
N
W
Y
相关文章:

用户登录

用户名:

密码:

×