钢结构构件边界条件的处理方法
边界条件中有固定、弹性约束、斜边界和强迫位移等。在网架(壳)结构有限元计算中,边界条件将对网架结构内力及变形产生较大影响。网架支承处的边界条件既和支座节点构造有关,也和支承结构的刚度有关,支座可以是无侧移、单向可侧移和双向可侧移的铰接支座,支承结构(柱、梁等)可以是刚性或弹性的。当支承结构刚度很大可忽略其变形时,边界条件完全取决于支座构造。反过来,采用不同的支座型式,合理的改变某些边界条件,可以调整结构的刚度减少杆件内力和支座反力的峰值,使内力分布更为均匀合理,达到节的钢材的目的。
支座的主要技术性能
1、可承受竖向载荷;
2、具有抗竖向拉力的性能,保证竖向*震时上下结构不脱节;
3、具有抗水平力的性能,保证水平*震时结构不脱落;
4、可适应径向、环向的位移要求;
5、可适应任意方向的转角要求;
6、减震支座具有良好的减震性能;
7、支座通过球面传力,不出现力的缩颈现象,作用在上、下结构的反力比较均匀;
8、支座不用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座的影响,使用寿命长。
1)无侧移铰接支座,支承节点在竖向,边界线切线和法向都无位移。
2)单向可侧移支座,竖向和边界切线方向位移为零,而边界法向为自由。
3)双向可侧移的铰接支座,只有竖向位移为零,两个水平方向都为自由。
4)在网架的四角处,至少一个角上的支座必须是无侧移的,相邻的两角可以是单向可侧移的,相对的角可以是双向可侧移的。这种做法既防止网架的刚体移动,又提供了不少于6根的约束链杆数。在工程实践中,如果温度应力不大,也可考虑四角都用无侧移铰支座。
5)当网架支承在独立柱上时,由于它的弯曲刚度不是很大,在采用无侧移铰支座时除竖向仍然看作无位移外,两个水平方向应看成弹性支承,支承的弹簧刚度由悬臂柱的挠度公式得出:cIcy/H3Kcy=3EcIcx/H3式中Ec——支承柱的材料弹性模量;Icy、Icx——分别为支承柱绕截面y、x轴的截面惯性矩;H——支承悬臂柱长度。
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