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文档简介
1、0目录矩形钢管混凝土柱与钢梁节点分析 梁柱节点类型介绍 模型概要- 单位: tonf, m- 各向同性弹性材料- 收缩和徐变- 钢筋单元- 实体单元 荷载和边界条件- 自重- 钢筋预应力- 约束- 施工阶段 输出结果- 变形- 钢筋应力00梁柱节点类型介绍(1)带短梁内隔板(2)外伸内隔板13钢管混凝土柱与钢梁节点分析隔板贯通钢管壁,与其焊接。钢梁翼缘与外伸内隔板焊接,钢梁腹板与钢管壁用高强螺栓连接。矩形钢管内设隔板,柱外预设短钢梁,钢梁与短钢梁腹板用高强螺栓连接。00梁柱节点类型介绍(3)外隔板(4)内隔板钢梁腹板与柱钢管壁通过连接板用高强螺栓 连接,钢梁翼缘与与钢柱管壁焊接。钢柱管壁内设隔
2、板。钢梁翼缘与外隔板焊接,钢梁腹板与钢管壁通过预设连接件用高强螺栓连接。00模型概要钢梁及矩形钢管柱材料:Q345混凝土:C40梁柱截面尺寸(mm) 矩形钢管柱:600x16 工字型钢梁:500x400x10*12梁柱连接方式: 外隔板式假定:焊接和螺栓连接强度高于材料强度钢管混凝土柱与钢梁节点分析1401分析 分析控制12534操作步骤 1 分析类型: 3D2 点击 键3 单位: KN, m4 点击确认 键5 点击确认 键 分析控制对话框在新建项目时自动弹出.02几何-标准几何体-箱型1234515钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 1角点坐标: -0.3, 0.3, 02长度:0.6 宽度
3、:0.6 高度:43 名称输入为【钢管柱】4 点击【预览】键5 点击【确认】键 点击确认键前先预览,如果有错误及时进行修改。.03几何-编辑几何体-脱壳1234操作步骤 1选择要删除的面2脱壳厚度:-0.0163点击【预览】键点击【确认】键 通过脱壳功能,可以快速建立有一定厚度的面。04几何-工作平面-移动12移动工作平面前34移动工作平面后钢管混凝土柱与钢梁节点分析16操作步骤 1 选择“移动和旋转”分页2 移动:Dz:43 点击【预览】键点击【确认】键 也可以通过在视图窗口上右键,选择“移动工作平面”参照坐标系可选择整体坐标系或用户坐标系,数值正号代表沿坐标系正向移动。05几何-生成几何体
4、-在工作平面上创建-2D多段线(线框)3142操作步骤 1开始位置:0.3, 02 点击【适用】键或直接按“回车键”3 输入下一个位置:0.5, 0(相对距离)点击【适用】键或直接按“回车键” 输入下一个位置:0, 0.2, 按回车键;6 输入下一个位置:-0.1, 按回车键;7 输入下一个位置:-0.5, 0.5, 按回车键;8 输入下一个位置:0, 0.1, 按回车键;9 输入下一个位置:-0.2, 按回车键;10 输入下一个位置:0, -0.5, 按回车键;11 输入下一个位置:0.3, 按回车键;12 输入下一个位置:0, -0.3, 按鼠标右键结束; 输入时注意输入内容为坐标还是相对
5、距离06几何-曲面-创建-平面23117钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 1 视图窗口将上一步骤中建立的线段全部选中2 点击【预览】按钮,视图窗口中即显示绿色面。3 点击【确认】键; 单击工具栏中图标也可全选07几何-生成几何体-扩展1234567操作步骤 1 视图窗口中选择上一步骤生成的平面2 扩展方向选择整体坐标系Z轴3 勾选【反向】扩展长度输入为隔板厚度0.012: 名称输入为【外隔板】6点击【预览】键进行查看点击【确认】按钮 因为已经勾选“反向”,因而扩展长度应 输入正值08几何-曲线-创建3D-3D 直线12钢管混凝土柱与钢梁节点分析18操作步骤 1视图窗口中选择上隔板与钢管壁交界
6、点2相对距离输入:0, 0,-0.53按【回车键】09几何-生成几何体-扩展123456操作步骤 1 选择过滤器中选择【线】;2 视图窗口中选择上一步中定义的直线;3 扩展方向选择整体坐标系X轴; 扩展长度输入1;点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键;10几何-生成几何体-扩展12345619钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 11选择上一步中生成的平面;2 扩展方向选择整体坐标系Y轴;3 扩展长度输入0.005;名称输入为【钢梁腹板】 点击【预览】键进行查看;6点击【确认】键;11几何-生成几何体-扩展12345操作步骤 11选择外隔板截面;2 扩展方向选择整体坐标系X轴;3 扩展长度输
7、入0.5;点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键;11几何-转换-平移123456钢管混凝土柱与钢梁节点分析20操作步骤 11选择外隔板及钢梁上翼缘;2 扩展方向选择整体坐标系Z轴;3 选择等间距复制; 间距输入-0.488;点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键;13几何-转换-镜像1234操作步骤 11选择钢梁翼缘;2 选择过滤器中选择【面】;并在视图窗口中选择腹板表面3 点击“预览”键进行查看; 点击“确认”键;12几何-布尔运算-并集1234521钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 11选择钢梁腹板为主形状;2 选择钢梁翼缘及另一个腹板为辅助形状3 不勾选【删除辅助形状】 点击【预
8、览】键进行查看;5点击【确认】键;12几何-布尔运算-差集12345操作步骤 11选择钢梁为主形状;2 选择外隔板为辅助形状;3 不勾选【删除辅助形状】 点击【预览】键进行查看;5点击【确认】键;13几何-转换-旋转1234567钢管混凝土柱与钢梁节点分析22操作步骤 11选择钢梁及外隔板;2 选择整体坐标系Z轴为旋转轴;3 选择【等间距复制】; 角度输入90 ;复制次数输入3;点击“预览”键进行查看;7点击“确认”键;14几何-生成几何体-扩展1234567操作步骤 11选择钢管柱上表面;2 选择整体坐标系Z轴为扩展方向;3 扩展长度输入为 1; 名称输入钢管柱2;点击“预览”键进行查看;
9、点击“确认”键;15几何-布尔运算-并集1234523钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 11选择下部钢管柱为主形状;2 选择上部钢管柱为辅助形状;3 勾选“删除辅助形状”; 点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键;16几何-标准几何体-箱型12345操作步骤 11输入角点坐标:-0.284,-0.284, 0;2长度:0.568,宽度:0.568,高度:5;3名称输入“混凝土柱”; 点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键;17几何-布尔运算-差集;12345钢管混凝土柱与钢梁节点分析24操作步骤 11 选择主形状:钢管壁;2 选择辅助形状:钢梁+外隔板+混凝土柱3 不勾选“删除辅助形状”
10、; 点击【预览】键进行查看; 点击【确认】键; 对实体进行布尔差集运算后,能保证后期 网格划分时在接触部分的节点耦合。18网格-自动网格划分-自动实体网格1526437操作步骤 11选择实体:混凝土柱;2单元尺寸:0.1;3特性编号:1;点击按钮,定义特性; 特性名称:混凝土柱;点击按钮,定义材料特性;7创建3D材料特性;19网格-自动网格划分-自动实体网格3147825625钢管混凝土柱与钢梁节点分析操作步骤 11输入名称:混凝土C40;2 点击【数据库】按钮;3 规范选择GB(RC); 材料选择GB(RC)_C40; 关闭对话框;点击【确认】按钮,退出材料定义;7 网格组名称:混凝土柱;8
11、 点击【确认】按钮,生成实体网格;9 按照相同方法,将钢管柱、型钢梁及外隔板进行网格划分;20网格-自动网格划分-自动实体网格123456操作步骤 11点击按钮,定义边界组名称;2 边界组名称:底端固接;3 点击【添加】按钮;4 视图窗口中选择柱底所有节点; 点击【固定】按钮;6点击【确认】按钮 荷载的施加及结果查看请参见其它章节, 这里不再赘述。21荷载与边界问题为了消除应力集中影响,必须让边界和施加荷载的位置离分析目标中心具有一定的距离。 边界条件需要从整体模型推演出来,而荷载则包含作用在节点上的外荷载以及与其相连杆件的内力。 边界设置 (1) 真实边界:如果分析的是支座节点,则分析模型中
12、与基础相连的边界就是真实边界。这时, 根据实际的约束情况,施加边界条件即可。 (2) 相对边界:如果分析的节点并不靠近结构的支承点,此时它周围并不存在真实的边界。但是 分析模型中,必须提供一定的边界约束使其不可发生刚移,此时就必须根据与节点相连各构件的构造情况假定一个约束条件。一般将与节点相连的刚度较大的杆件端部设置成约束,或将次要构件的端部设置成边界。 根据圣维南原理,边界约束会影响到分析的精度。所以通常希望将边界设置在远离分析区域, 根据经验,边界与分析区域的距离大于2倍于节点构造尺寸为宜。 节点上的荷载: (1) 真实荷载:即作用在节点上的实际外荷载,均布荷载需要转换为节点力施加在相应有限元的 节点上。 (2) 相对荷载:即与节点相连构件的内力。与节点相连的各构件中,有些可能会被设置成约束, 而有些则可能需要将其内
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