maidas01-连续梁分析

15 1 连续梁分析 概述概述 比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载 上下面的温差 下的反力 位移 内力 1 温度荷载如何输入 2 模型的建立过程 首先建立一个节点 由节点扩展单元建立梁单元模型 连续 梁和多跨静定梁通过改变节点约束条件实现 3跨连续两次超静定 3跨静定 3跨连续1次超静定 16 图 1 1 分析模型 17 材料材料 钢材 G Grade3rade3 截面截面 数值 箱形截面 400 200 12 mm 荷载荷载 1 均布荷载 1 0 tonf m 2 温度荷载 T 5 上下面的温度差 设定基本环境设定基本环境 打开新文件 以 连续梁分析连续梁分析 mgb mgb 为名存档 单位体系设定为 m m 和 tonftonf 文件 新文件新文件 文件 存档存档 连续梁分析连续梁分析 工具 单位体系单位体系 长度 m m 力 tonftonf 1tonf 9 6kN1tonf 9 6kN 1kN 0 1tonf1kN 0 1tonf 图 1 2 设定单位体系 18 设定结构类型为 X Z 平面 为了简化为平面问题 程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx Rz 模型 结构类型结构类型 结构类型结构类型 X ZX Z 平面平面 设定材料以及截面设定材料以及截面 材料选择钢材GB S 中国标准规格 定义截面 模型 材料和截面特性 材料材料 名称 Grade3 Grade3 设计类型 钢材钢材 规范 GBGB S S 数据库 G Grade3rade3 模型 材料和截面特性 截面截面 截面数据截面数据 截面号 1 1 截面形状 箱形截面箱形截面 用户 如图输入 名称 400 200 12400 200 12 选择选择 数据库数据库 中的任中的任 意材料 材料的基本特意材料 材料的基本特 性值 弹性模量 泊松性值 弹性模量 泊松 比 线膨胀系数 容重比 线膨胀系数 容重 将自动输出 将自动输出 19 图 1 3 定义材料 图 1 4 定义截面 建立节点和单元建立节点和单元 为了生成连续梁单元 首先输入节点 正面正面 捕捉点捕捉点 关 捕捉轴线捕捉轴线 关 捕捉节点捕捉节点 开 捕捉单元捕捉单元 开 自动对齐自动对齐 模型 节点 建立节点建立节点 坐标 x y z 0 0 0 0 0 0 图 1 5 建立节点 参照用户手册的参照用户手册的 输入单元时主要考输入单元时主要考 虑事项虑事项 20 21 用扩展单元功能来建立连续梁 由节点向线单元扩展 模型 单元 扩展单元扩展单元 全选全选 扩展类型 节点节点 线单元线单元 单元属性 单元类型 梁单元梁单元 材料 1 Grade31 Grade3 截面 1 1 400 200 12400 200 12 Beta 角 0 0 生成形式 复制和移动复制和移动 复制和移动复制和移动 任意间距任意间距 方向 x x 间距 3 5 3 3 5 3 8 10 8 8 10 8 3 5 33 5 3 两边跨分别分两边跨分别分 成成3 3个单元 中跨分成个单元 中跨分成8 8个单元 个单元 图 1 6 建立单元 X Z 输入梁单元输入梁单元 关于梁关于梁 单元的详细事项参照单元的详细事项参照 在线帮助的在线帮助的 单元类单元类 型型 的的 梁单元梁单元 部分部分 22 输入边界条件输入边界条件 3维空间的节点有6个自由度 Dx Dy Dz Rx Ry Rz 但结构类型已设定为X Z 平面 程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx Rz 所以只剩下3个 自由度 Dx Dz Ry 铰支座约束自由度Dx Dz 滚动支座约束自由度 Dz 模型 边界条件 一般支承一般支承 节点号节点号 开 单选单选 节点 4 4 选择 添加添加 支承条件类型 Dx Dx DzDz 开 单选单选 节点 1 1 12 12 1515 支承条件类型 DzDz 开 图 图1 7 输入边界条件 23 输入荷载输入荷载 定义荷载工况定义荷载工况 为输入均布荷载和温度荷载 首先定义荷载工况 荷载 静力荷载工况静力荷载工况 名称 均布荷载 类型 用户定义的荷载用户定义的荷载 USER 名称 温度荷载 类型 用户定义的荷载用户定义的荷载 USER 24 图1 8 输入荷载条件 25 输入均布荷载输入均布荷载 给连续梁施加均布荷载 1 tonf m 荷载 梁单元荷载 单元 梁单元荷载 单元 节点号节点号 关 全选全选 荷载工况名称 均布荷载 选择 添加添加 荷载类型 均布荷载均布荷载 方向 整体坐标系整体坐标系 Z Z 投影 否否 数值 相对值相对值 x1 0 0 x2 1 1 W 1 1 荷载方向与整体坐荷载方向与整体坐 标系标系Z Z轴方向相反轴方向相反 输入荷载为 输入荷载为 1 1 26 图 1 9 输入均布荷载 27 输入温度荷载输入温度荷载 输入连续梁的上下面温度差 T 5 输入温度差后 根据材料的热膨胀系数 温差引起的梁截面产生的应力考虑为荷载 显示显示 梁单元荷载 关 梁单元荷载 关 荷载 温度梯度荷载温度梯度荷载 全选全选 荷载工况名称 温度荷载 选择 添加添加 单元类型 梁梁 温度梯度 T2z T1z 5 5 28 图 1 10 输入温度荷载 29 复制单元复制单元 复制连续梁 模型 1 来建立多跨静定梁 模型 2 模型 3 为了同时复制连续梁 模 型1 均布荷载 温度荷载 边界条件 使用复制节点属性复制节点属性和复制单元属性复制单元属性功能 显示显示 边界条件 一般支承一般支承 开 模型 单元 单元的复制和移动单元的复制和移动 全选全选 形式 复制复制 移动和复制 等间距等间距 dx dy dz 0 0 0 0 5 5 复制次数 2 2 复制节点属性复制节点属性 开 复制单元属性复制单元属性 开 图 1 11 复制单元 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 30 输入铰接条件输入铰接条件 在复制的连续梁输入内部铰支座来建立多跨静定梁 在梁单元的端部使用释放梁端约束释放梁端约束功能来生成铰接条件 模型 边界条件 释放梁端约束释放梁端约束 单元号单元号 开 单选单选 单元 19 19 23 23 3333 选择 添加添加 替换替换 选择释放和约束比率 j 节点 MyMy 开 MzMz 开 或 图 1 12 输入铰支支座 运行结构分析运行结构分析 对连续梁和多跨静定梁运行结构分析 分析 运行分析运行分析 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 关于内部铰支的详关于内部铰支的详 细说明参照在线帮细说明参照在线帮 助的助的 释放梁端约束释放梁端约束 部分部分 生成梁单元时 随着先生成梁单元时 随着先 指定的指定的i i节点和后指定节点和后指定 的的j j节点的生成决定坐节点的生成决定坐 标系 标系 只只要要在在图图标标菜菜单单显显示示 的的单单元元表表单单下下打打开开单单元元 坐坐标标轴轴和和局局部部方方向向就就可可 以以确确认认 31 查看分析结果查看分析结果 查看反力查看反力 比较均部荷载作用下连续梁和多跨静定梁的反力 单元号单元号 关 显示显示 边界条件 一般支承一般支承 关 释放梁端约束释放梁端约束 开 结果 反力和弯矩反力和弯矩 荷载工况 荷载组合 ST ST 均布荷载 反力 FXYZFXYZ 显示类型 数值数值 开 图例图例 开 数值 小数点以下位数 1 1 指数型指数型 关 适用于选择确认时适用于选择确认时 开 图 1 13 均布荷载引起的反力 32 以表格的形式查看均布荷载引起的的反力 比较外荷载总合和反力的总合来查看模 型的建立和荷载的输入是否恰当 例题Z轴方向荷载为1 0 tonf m2 20 m 3 60 tonf 与表格中Z轴方向的反力 F Z 总和相等 结果 分析结果表格 反力反力 荷载组合 均布荷载 ST ST 开 温度荷载 ST ST 关 图 1 14 反力结果表格 33 比较对温度荷载的反力 结果 反力和弯矩 荷载工况 荷载组合 ST ST 温度荷载 反力 FXYZFXYZ 显示类型 数值数值 开 图例图例 开 图 1 15 温度荷载产生的反力 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 34 查看变形图查看变形图 查看温度荷载产生的变形图 DXZ 22 DZDX 显示显示 边界条件 一般支承一般支承 开 结果 变形 变形形状变形形状 荷载工况 荷载组合 ST ST 温度荷载温度荷载 变形 DXZDXZ 显示类型 变形前变形前 开 图例图例 开 图 1 16 温度荷载产生的变形图 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 35 查看内力查看内力 查看均布荷载产生的结构的弯矩 结果 内力 梁单元内力图梁单元内力图 荷载工况 荷载组合 ST ST 均布荷载 内力 MyMy 选择显示 5 5 点点 不涂色不涂色 系数 2 02 0 显示类型 等值线等值线 开 数值数值 开 图例图例 开 数值 小数点以下位数 1 1 指数型指数型 关 适用于选择确认时适用于选择确认时 开 多跨静定梁 模型 2 与连续梁 模型 1 相比 可以看出跨中弯矩减小 但支 点弯矩增大的情况 还可以看出 设有一个铰的多跨静定梁 模型3 的铰支 点弯矩与 模型2 类似 无铰部分的弯矩与 模型1 类似 图 1 17 节点荷载产生的弯矩 36 查看温度荷载产生的弯矩 温度荷载产生的变形图 图1 16 中 可以看出模型2两边的悬臂梁与中间的简支梁的 变形是相互独立的 温度荷载不会约束梁的变形 所以也不会产生内力 结果 内力 梁单元内力图梁单元内力图 荷载工况 荷载组合 ST ST 温度荷载 内力 MyMy 显示选项 精确解精确解 不涂色不涂色 放大 2 02 0 显示类型 等值线等值线 开 数值数值 开 数值 小数点以下位数 1 1 指数型指数型 关 适用于选择确认时适用于选择确认时 开 图 1