范文一:支撑轴力
深基坑钢支撑轴力作用指导书
随着城市建设的迅猛发展,城市中心深基坑工程也越来越多,深基坑支护体系的结构计算和现场测试信息化施工也显示出其重要的意义。钢支撑轴力监测则是反映支撑结构计算成果与施工工况的差距是否合理。同时也是深基坑开挖施工过程中预警的一个最直观的方法。
测量目的:
基坑围护支撑体系处于动态平衡之中,随着基坑施工工况的变化建立新的平衡。通过支撑轴力监测,可及时了解钢支撑受力及其变化情况,准确判断基坑围护支撑体系稳定情况和安全性,以指导基坑施工程序、方法,确保基坑施工安全。
测量原理:
通过设置在仪器内部的振弦,感知仪器轴向应变,通过其自身频率的变化反映出来的,他们之间的差别主要就是在于安装及费用方面。
观测方法:
使用FX-180型多功能读数仪进行测量,一般情况下轴力计的电缆线分为红色和黑色,先打开读数仪,将仪器模式切切换到F模式下,测量时将读数仪的鳄鱼夹红色的夹子夹到轴力计红色的电缆线上,黑色的夹子夹到黑色的电缆线上,读取读数仪显示屏上F值并做好记录。 计算方法:
将现场记录的数据检查时间、观测员、记录员是否准确、清晰。在将
检查合格的数据输入电脑,计算出刚支撑的受力p,计算公式如下:
P=K(f02-fi2)
P:应力(单位KN);
f0:初始频率;
fi:本次频率;
k:标定系数;
将计算出的受力整理成表、画出曲线图。做好分析报告,上报有关单位。
报警应急措施:
支撑轴力计是随基坑开挖围护结构变形或位移直接影响支撑受力的。当支撑受力达到报警时,分析报警的原因及因素,做好书面报告。及时通知各有关单位,特别是施工单位,采取相应措施,以保证基坑的安全性和稳定性。
注意事项:
装有轴力计的基坑一般为深基坑,在观测时必须做好安全三宝(安全帽、安全绳、安全网),雨天观测注意仪器的保护。我们使用的仪器都是电子仪器,雷雨天最好别进行观测,以防雷击。
范文二:支撑轴力的监测
1.1 支撑轴力监测点的布设
测试元件选择:本站支撑轴力监测采用振弦式钢筋应力计和轴力计。钢筋计埋设应与钢筋规格相匹配,轴力计量程选择应大于设计极限值的2倍。
监测点布设:孔浦站主体结构砼支撑布置10个监测断面,间距约为30m,钢支撑布置11个监测断面,间距约为25m。共计布设钢筋计40只,轴力计48只。考虑到监测点的相互验证和综合分析,轴力监测点位置选在靠近测斜孔的位置。
埋设方法:
? 支撑钢筋计:在绑扎支撑钢筋的同时将支撑四个角位置处的主筋切断,并将钢筋应力计焊接在切断部位,在浇筑支撑砼的同时将应力计上的电线引出至合适位置以便今后测试时使用。
图 错误~文档中没有指定样式的文字。-1 砼支撑轴力布设示意图
?钢支撑轴力计:支撑轴力计在安装前,要进行各项技术指标及标定系数的检验。轴力计有一套安装配件:两块400*400*20mm的钢板,一只直径为15cm的圆形钢筒,钢筒外翼状对称焊接有4片与钢筒等长的钢板。安装时,一块钢板与圆钢筒一端焊接,并焊接在钢支撑一端的固定端头上;轴力计一端安放在钢筒中,并随钢支撑的安装一起撑在围护墙的围檩上。
图 错误~文档中没有指定样式的文字。-2 轴力计安装示意图
监测点保护:轴力计安装好后,须注意传感线的保护,禁止乱牵,并分股做好标志;钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计,避免高温导致内部元件失灵,安装完毕后应注意日常监测过程中的传感线的保护,并分股做好标志。 受损修复:混凝土支撑轴力中的钢筋计坏了可以在混凝土支撑梁的外侧粘上应变片测量混凝土的应变量来计算支撑的轴力;钢支撑轴力监测计的损坏一般不在施工中更换,本工程中可以在所测钢支撑上焊接钢管表面应变计测量钢支撑的应变量来计算钢支撑的受力。
1.2 支撑轴力监测
测试方法:目前工程中常用的是手持式数显频率仪现场测试传感器频率。测试前,调试仪器,测得各测点初始频率值和环境温度,读数稳定,方可投入正常运行。具体操作方法为:接通频率仪电源,将频率仪两根测试导线分别接在传感器的导线上,按频率仪测试按钮,频率仪数显窗口会出现数据(传感器频率),反复测试几次,观测数据是否稳定,如果几次测试的数据变化量在 1Hz 以内,可以认为测试数据稳定,取平均值作为测试值。由于频率仪在测试时会发出很高的脉冲电流,所以在测试时操作者必须使测试接头保持干臊,并使接头处的两根导线相互分开,不要有任何接触,不然会影响测试结果。
支撑轴力量测时必须考虑尽量减少温度对应力的影响,避免在阳光直接照射支撑结构时进行量测作业,同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测,每次读数均应记录温度测量结果。量测后根据率定曲线,将轴力计的频率读数直接换算成轴力值,对于钢筋应力计还可根据理论模型再换算成支撑轴力。然后分别绘制不同位置、不同时间的轴力曲线,制作形象的轴力分布图。
数据处理:
(1) 砼支撑轴力
采用振弦式钢筋应力计,按如下公示计算支撑轴力:
钢筋应力计算公式:
22F,K(f,f)si0
然后根据支撑中砼与钢筋应变协调的假定,可得计算公式:
FFcs,AEAEccss 混凝土支撑受力F
F=F+Fsc
式中: 为钢筋混凝土支撑所受的力 F
Fs为钢筋受力(kN) (计算结果精确至1 kN)
Fc为混凝土受力(kN) (计算结果精确至1 kN)
As为钢筋截面积(m2)
2为支撑混凝土截面积(m) Ac
为应力计的本次频率(Hz) fi
为应力计的初始频率(Hz) f0
22为应力计的标定系数(kN/Hz/ m) K
F为一个横断面内所有钢筋受力的总和(kN) ,s
(2) 钢支撑轴力
将钢弦式频率接收仪与传感器的导线接通,显示的频率稳定后,该频率值为
本次频率测试值。将测试传感器的频率值,用公式换算为支撑轴力(kN)。计算
公式为:
22 FKff,,,,i0
F式中: 为钢支撑的受力
K为所测轴力计的标定系数(kN/Hz2/ m2)
fi为测量时轴力计的频率平均值(Hz)
f0为测量安装前轴力计的初始频率平均值(Hz) 初始值测试:混凝土钢筋应力计初始频率应当在开挖前混凝土凝固后取初值,钢支撑初频应该在施压前取值。
范文三:轴力构件练习
钢结构练习 轴心受力构件
一、选择题(××为超要求)
××1.工字形轴心受压构件,翼缘的局部稳定条件为
b1235??10?0.1??tfy
,其中λ的含义为___________。
A)构件最大长细比,且不小于30、不大于100 B)构件最小长细比 C)最大长细比与最小长细比的平均值 D)30或100 2.轴心压杆整体稳定公式N?f的意义为___________。
?A
A)截面平均应力不超过材料的强度设计值 B)截面最大应力不超过材料的强度设计值 C)截面平均应力不超过构件的欧拉临界应力值
D)构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值
3.用Q235钢和Q345钢分别制造一轴心受压柱,其截面和长细比相同,在弹性范围内屈曲时,前者的临界力___________后者的临界力。
A)大于 B)小于 C)等于或接近 D)无法比较 ××4.为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施,这一做法是为了___________。 A)改变板件的宽厚比 B)增大截面面积 C)改变截面上的应力分布状态 D)增加截面的惯性矩
5.为提高轴心压杆的整体稳定,在杆件截面面积不变的情况下,杆件截面的形式应使其面积分布___________。 A)尽可能集中于截面的形心处 B)尽可能远离形心
C)任意分布,无影响 D)尽可能集中于截面的剪切中心 ××6.轴心压杆采用冷弯薄壁型钢或普通型钢,其稳定性计算___________。 A)完全相同 B)仅稳定系数取值不同 C)仅面积取值不同 D)完全不同
7.实腹式轴压杆绕x,y轴的长细比分别为λx,λy,对应的稳定系数分别为φx, φy,若λx=λy,则___________。
A)φx >φy B)φx =φy C)φx
8.轴心受压杆的强度与稳定,应分别满足___________。 A)?
?
N
?fAnN?fA
,??
N
???fAn
N
???fAn
; B)??
N?fAnN?fA
,??
N
???fA
C)??,??; D)??,??
N
???fA
式中,A为杆件毛截面面积;An为净截面面积。
××9.轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板___________。 A)抗弯工作确定的 B)抗压工作确定的 C)抗剪工作确定的 D)抗弯及抗压工作确定的 10.细长轴心压杆的钢种宜采用___________。
A)Q235钢 B)Q345钢 C)Q390钢 D)Q420钢 11.普通轴心受压钢构件的承载力经常取决于___________。
A)扭转屈曲 B)强度 C)弯曲屈曲 D)弯扭屈曲 12.轴心受力构件的正常使用极限状态是___________。
A)构件的变形规定 B)构件的容许长细比 C)构件的刚度规定 D)构件的挠度值 13.实腹式轴心受压构件应进行___________。
A)强度计算
B)强度、整体稳定、局部稳定和长细比计算 C)强度、整体稳定和长细比计算 D)强度和长细比计算
14.轴心受压构件的稳定系数φ是按何种条件分类的?___________
A)按截面形式 B)按焊接与轧制不同加工方法 C)按截面长细比 D)按截面板件宽厚比
15.轴心受压构件的整体稳定系数φ与___________等因素有关。
A)构件截面类别、两端连接构造、长细比 B)构件截面类别、钢号、长细比 C)构件截面类别、计算长度系数、长细比 D)构件截面类别、两个方向的长度、长细比
××16.工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时,翼缘与腹板宽厚比限值是根据___________导出的。
A)σcr局σcr整 C)σcr局≤f y D)σcr局≥f y
17.图示单轴对称的理想轴心压杆,弹性失稳形式可能为___________。
A)绕x轴弯曲及扭转失稳 B)绕y轴弯曲及扭转失稳 C)扭转失稳 D)绕y轴弯曲失稳
18.轴心压杆的φ-A关系曲线如图所示两个区组成,I区为中小长细比部分,Ⅱ区为大长细比部分。改变钢材的种类来提高钢材的强度,___________。
A)可提高I,Ⅱ两区的整体稳定承载力 B)不能提高I,Ⅱ两区的整体稳定承载力 C)只能提高Ⅱ区的整体稳定承载力 D)只能提高I区的整体稳定承载力
19.在下列因素中,___________对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。
A)压杆的残余应力分布 B)构件的初始几何形状偏差 C)材料的屈服点变化 D)荷载的偏心大小 20.单轴对称轴心受压柱,可能发生___________。
A)弯曲失稳 B)扭转失稳 C)弯扭失稳 D)第一类失稳 ××21.理想轴心压杆的临界应力σcr>f p(比例极限)时,因___________,应采用切线模量理论。
A)杆件的应力太大 B)杆件的刚度太小 C)杆件进人弹塑性阶段 D)杆件长细比太大 ××21.工字形截面受压构件的腹板高度与厚度之比不能满足按全腹板进行计算的要求时,___________。
20tw
A)可在计算时仅考虑腹板两边缘各B)必须加厚腹板 C)必须设置纵向加劲肋 D)必须设置横向加劲肋
235fy
的部分截面参加承受荷载
22.a类截面的轴心压杆稳定系数φ值最高是由于___________。
A)截面是轧制截面 B)截面的刚度最大 C)初弯曲的影响最小 D)残余应力的影响最小
23.对长细比很大的轴压构件,提高其整体稳定性最有效的措施是___________。
A)增加支座约束 B)提高钢材强度 C)加大回转半径 D)减少荷载
24.两端铰接、Q235钢的轴心压杆的截面如图所示,在不改变钢材品种、构件截面类别和翼缘、腹板截面面积的情况下,采用___________可提高其承载力。
A)改变构件端部连接构造,或在弱轴方向增设侧向支承点, 或减少翼缘厚度加大宽度;
B)调整构件弱轴方向的计算长度,或减小翼缘宽度加大厚度; C)改变构件端部的连接构造,或在弱轴方向增设侧向支承点, 或减小翼缘宽度加大厚度;
D)调整构件弱轴方向的计算长度,或加大腹板高度减小厚度。
二、填空题
1.理想轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有、。 2.实腹式轴心压杆设计时,压杆应符合、、条件。 ××3.柱脚中靴梁的主要作用是 。
××4.在计算构件的局部稳定时,工字形截面的轴压构件腹板可以看成 矩形板,其翼缘板的外伸部分可以看成是 矩形板。
××5.轴心受压构件腹板的宽厚比的限制值,是根据 的条件推导出的。
××6.计算柱脚底板厚度时,对两箱邻边支承的由格板,应近似按 边支承区格板计算其弯矩值。 7.轴心受压构件的第二极限状态是。
××8.实腹式工字形截面轴心受压柱翼缘的宽厚比限值,是根据翼缘板的临界应力等于_________ 导出的。 9.当临界应力σcr小于 时,轴心受压杆属于弹性屈曲问题。
10.因为残余应力减小了构件的,从而降低了轴心受压构件的整体稳定承载力。
11.我国钢结构设计规范在制定轴心受压构件整体稳定系数φ时,主要考虑了_________、整体稳定承载能力的因素。
××12.当工字形截面轴心受压柱的腹板高厚比
h0235?(25?0.5?)twfy
时,柱可能__________。
××13.焊接工字形截面轴心受压柱保证腹板局部稳定的限值是
h0235
?(25?0.5?)twfy
。某柱λx=57,λy=62,
应把 代入上式计算。
××14.计算轴心受压柱脚的底板厚度时,其四边支承板的M=α·q·a2,式中a为四边支承板中的 。
三、计算题
1.一实腹式轴心受压柱,承受轴压力3,500kN(设计值),计算长度lox=10m,loy=5m,截面为焊接组合工字形,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为Q235,容许长细比[λ]=150。要求: (1)验算整体稳定性 (2)验算局部稳定性
2.请验算图示轴心受压型钢柱:静力荷载标准值N=700kN,荷载分项系数γ=1.2,其计算长度lox=8m,loy=1.7m,[λ]=150,钢材为Q235AF,f=215N/mm2,柱采用I28a,梁高为280mm,梁宽为122rnm,A=5545m2,Ix=71.14×106 mm4,Iy=3.45×106 mm4 。
3.有一钢柱为型钢[28a,材料为Q345A,x轴为强轴,所受到的轴压力设计值N=160kN,柱的计算长度lox=15m,loy=5m,[λ]=150,请问此柱是否安全。
4.轴心受压柱,轴心压力设计值(包括自重)为3,000kN,两端铰接。钢材为Q235钢,要求确定底板尺寸B及靴梁高度h。已知:基础混凝土局部承压强度设计值fc=8N/mm2,底板单个锚栓孔面积A0=594mm2,靴梁厚度14mm,与柱焊接角焊缝hf=10mm,ffw=160N/mm2。
5.轴心受压柱如图所示Ix=2.54×104cm4,Iy=1.25×104cm4,l=5.2m,钢材用Q235AF,翼缘为轧制边。 问:(1)此柱的最大承载力设计值N?
(2)此柱绕y轴的失稳形式是什么?
6.
7.
8.
范文四:ABAQUS输出轴力和弯矩
ABAQUS 中如何通过 cutting surface和 section print输出桩的 轴力
经过两个星期的摸索与学习,今天终于学会了桩轴力的输出。现总结如下:
1. 主要步骤是先定义截面 cutting surface,然后用 section print输出轴力 sof 。
2. 所有操作均是在 inp 文件中进行修改的, 而不是 ABAQUS/CAE中的编辑关键词 (edit keywords) 。 原因:在 CAE 中编辑关键词是可以修改 inp 文件,但 CAE 并不能识别所有的 inp 文件关键词, 下面将举例说明。
3. 最后提交的 inp 文件也不是在 CAE 中导入模型文件(import model),然后提交 job 进行运算 的,而是在 ABAQUS 命令窗口(小黑屏)进行的。
原因同 2中的一样, CAE 并不能识别关键词 *section print。
好了,下面开始详细的步骤讲解吧!
第一步:定义截面(cutting surface),具体的关键语句为:
*surface,type=cutting surface,name=cutsurf-1
0.6,25,0,0,1,0
Set-pile
解读:
第一行,定义 surface 、 surface 类型以及名称。
第二行,定义截面上的一点(0.6,25,0)以及截面的法向量 (0,1,0) 。 法向量不一定是单位向量。 第三行,截面所在的单元或集合。这个集合可以是事先在 CAE 里定义好的。
需要注意的是,这个 cutting surface是垂直于桩径方向的一个桩截面,而不是桩的侧表面。我一 开始理解错了!
此关键句在 inp 文件中的位置是在 *Assembly, name=Assembly这一行之后,我试了下在放在材 料定义之后,运算不成功。估计是因为我的 Set-pile 是在 assembly 里定义的, 而不是在 part 里定 义的单元集。若是在 part 里定义了桩的集合,是不是可以将此关键句移动到材料定义之后,这 个我倒没试。
如果是在 CAE 中通过编辑关键词来添加上述语句,将会有下面的错误提示:
第二步:定义输出(section print),具体的关键语句为:
*section print,name=secprint-1,surface=cutsurf-1
sof,som
解读:
第一行,定义输出的名称及截面。
第二行,定义输出选项, sof 为截面合力, som 为截面弯矩。
注意,此处第一行 surface=**必须是上一步中 cutting surface的名称(name=**),因为要输出的 就是第一步定义的截面轴力及弯矩。如果此处乱写 surface=
?的话,估计到最后什么也输出不了
了。
有些人还在第一句后面加上了 axes=local,frequency=1,update=yes,由于我的模型较简单,也 就没管这几个东西。除了命名之外, inp 文件中的大小写英文字符,是没有区别的。所以大家不 要再犹豫写 *SECTION PRINT还是 *section print……
此 关 键 句 在 inp 文 件 中 的 位 置 是 最 后 一 个 ** HISTORY OUTPUT: H-Output-3之 后 , *Output, history, variable=PRESELECT之前。也就是我的 inp 文件中的倒数第四和第三行。 如果放错了位置,估计也会引起不识别等问题,最终导致无输出结果。
如果是在 CAE 中通过导入 inp 文件来进行运算, 在导入时, CAE 下方窗口将会有下述警告信息: WARNING: The following keywords/parameters are not yet supported by the i nput file reader:
---------------------------------------------------------------------------------*SECTIONPRINT
The model
Please scroll up to check for error and warning messages.
这再次验证了, ABAQUS/CAE是不能识别关键词 *section print的。 强制提交 job 是可以运算的, 但是在最后的 dat 结果文件里没用任何输出结果。
第三步:保存并提交 inp 文件。
在保存之前需要仔细检查上面关键语句的位置及拼写,以及是否含有中文字符。
然后就可以在 ABAQUS 命令窗口提交 inp 文件进行运算了。具体操作是:开始→所有程序→ Abaqus 6.9.1→ Abaqus Command
输入:
abaqus job=***.inp(就是你刚才修改的 inp 文件名)
回车即可。
然后黑屏窗口会弹出一个警告语句:
Abaqus Warning:The .inp extension has been removed from the job indentifi er
大概意思是说,后缀 .inp 被省略。由此可判断,在上面输入的时候,完全可以不写后缀名字。我 之所以写了,是因为我的默认工作路径 D:\Temp下还有个跟 inp 文件完全同名的 .cae 文件,而如 果这两个文件信息不是完全一样的话,建议还是加上 .inp 后缀为好。
到此, 计算完毕。 黑屏窗口并不会像 CAE 那样提示 job completed或 ANSYS 中的 solution is done! (害 得 我 还 以 为 没 反 应 … … -_- 汗 ! ) 默 认 工 作 路 径 下 已 经 生 产 了 结 果 文 件 .com .dat .log .msg .odb .prt .sta等一系列后缀文件。
第四步:提取数据
用记事本打开刚才生产的 .dat 文件,在最下面会找到想要的输出结果
THE FOLLOWING TABLES ARE PRINTED
SOFM SOF1 SOF2 SOF3
1.0556E+06 4.0515E+04 1.0548E+06 0.000
三个方向的 sof ,以及合力 SOFM 。
需要注意的是,此 sof 值是合应力,单位为 N 。无需乘以截面面积……
至此,大功告成!
后话:
(1)本人查看了仿真论坛里的一些帖子,发现输出轴力的方法有三:
后处理模块中运用 free body cut,此法较为方便简单,可直接得到截面合力,
无奈我的模型是二维轴对称的,不能进行自由体切割。
Displaying a free body cut
You can define a free body cut to view the resultant forces and moments transmitted across a selected surface of a model. Force vectors are displayed with a single arrowhead and moment vectors with a double arrowhead.
To create a free body cut:
1. To display the entire model in the viewport, select Tools Display Group Plot All from the main menu bar.
2.
From the main menu bar, select Tools Free Body CutManager .
3. Click Create in the Free Body Cut Manager.
4. From the dialog box that appears, select 3D element faces as the Selection method and click Continue .
5. In the Free Body Cross-Section dialog box, select Surfaces as
the Item and Pick from viewport as theMethod .
6. In the prompt area, set the selection method to by angle and accept the default angle.
7. Select the surface, highlighted in , to define the free body cut cross-section.
a. From the Selection toolbar, toggle off the Select the Entity Closest to the Screen tool and ensure that the Select From All
Entities tool is selected.
b. As you move the cursor in the viewport, Abaqus/CAE highlights all of the potential selections and adds ellipsis marks (...) next to the cursor arrow to indicate an ambiguous selection. Position the cursor so that one of the faces of the desired surface is highlighted, and click to display the first surface selection.
Figure 4– 33 Selected faces for the free body cross-section.
c. Use the Next and Previous buttons to cycle through the possible selections until the appropriate vertical surface is highlighted, and click OK .
8. Click Done in the prompt area to indicate your selection is complete.
Click OK in the Free Body Cross-Sectiondialog box.
9. In the Edit Free Body Cut dialog box, accept the default settings for
the Summation Point and theComponent Resolution. Click OK to close the dialog box.
10. Click Options
in the Free Body Cut Manager.
11. From the Free Body Plot Options dialog box, select the Force tab in
the Color & Style tabbed page. Click the resultant color sample to change the color of the resultant force arrow.
12. Once you have selected a new color for the resultant force arrow, click OK in the Free Body Plot Options dialog box and click Dismiss in the Free Body Cut Manager.
The free body cut is displayed in the viewport, as shown in . Figure 4– 34 Free body cut displayed on the connecting lug.
?输出截面上的应力值进行积分运算,主要方法是创建路径(path )或者拾取节 点应力值,桩身的网格越密集,最后的积分值越精确,此法我已学会。
?cutting surface 和 section print联合使用, 由于手动修改 inp 文件, 此法最 复杂,而且不知道最终的 sof 值,软件是如何算出来的。如果需要得到桩深方向 N 个截面的轴力,就需要在 cutting surface里定义 N 个截面。
(2) 特别感谢仿真论坛的 zsq-w 总斑竹、 shanhuimin923斑竹、 firce 、 laoyao239以及 ABAQUS-岩土群(84418357)里的 ◆羽出惊人◆ (274550165)。
ABAQUS6.10支持 cae 定义截面,这样不需要在 inp 里定义截面三要素(截面上任意一个点、截面法线、截面所在的集 合 Set ),从而方便很多。
同时, cae 支持定义多个截面,在 inp 里添加多条输出语句,最后都能在 dat 文件中找到 sof 和 som 。
值得一提的是,后处理 free body cut同样可以输出之前 cae 定义好的截面上的弯矩和轴力。经验证,和 sof 、 som 输出 值一模一样。
方法一:
**定义切平面
*surface,type=cutting surface,name=fifth-ring-up
**定义输出 —— (SOM 为截面总弯矩, SOF 为截面合力)
*section print,name=forcemoment,surface=fifth-ring-up,update=yes
SOM, SOF
注意:关键词 surface 和 section print的用法可以参见 abaqus 帮助 /Abaqus Keywords Referrence Manual 以及 Abaqus/CAE User's Manual等。
方法二:
首先需要导出节点应力,节点应力可以:(1)从 Visualization/Report/Field output里选择 Unique Nodal导出;(2)由于节点应力不能 直接在 inp 中关键词输出,但是可以在 inp 文件中将节点附近单元应力导出,然后取平均值即可;语法为:
*el print, elset=fifth-ring-outside-el
s
将截面内外节点的应力值求出后,用材料力学方法求解。
范文五:对称图形轴力计算
用截面法计算静定平面桁架
一、平面静定桁架计算的截面法
截面法是截取桁架一部分(包括两个以上结点)为隔离体,利用平面一般力系的三个平衡条件,求解所截杆件未知轴力的方法。截面法最适用于联合桁架的计算;简单桁架中少数指定杆件的内力计算。
在分析桁架内力时,如能选择合适的截面、合适的平衡方程及其投影轴或矩心,并将杆件未知轴力在适当的位置进行分解,就可以避免解联立方程,做到一个平衡方程求出一个未知轴力,从而使计算工作得以简化。
1、选择适当的截面,以便于计算要求的内力 例1 试求图示桁架指定杆件a 、b 的轴力。
图1
解:取Ⅰ-Ⅰ截面左边(或右边)部分为隔离体。可由一个平衡方程解出一个未知力。
∑M 2 =0由 ,可得
M 由 ,可得 8=0
4
F N a =-F P (压力)
3
2F P ?a +F P ?2a +F N a ?3a =0
∑
2F P ?4a -F P ?3a -F P ?a -F N b ?3a =04F N b =F P (拉力)
3
2、选择适当的平衡方程,使每个方程中只含一个未知力
图2
3、截面法求解联合桁架
截面法还常用于计算联合桁架中各简单桁架之间联系杆的轴力。
图3
∑M ∑
∑
C
=0
作Ⅰ-Ⅰ截面并取左边(或右边)为隔离体,由 求出F N a 。
M =0 ,可求出F N a ;由 ,可可作一封闭截面Ⅰ-Ⅰ,截取隔离体如图4b 所示, 可求出F N b B ;由F x =F 0F y =0求出F N c (由于。
N1、F N2均成对出现,计算中有关项相互抵消)
∑
图4
二、结点法与截面法的联合运用
例2 试求图示桁架指定杆件a 、b 、c 的轴力。 解:(1)求F N a :取截面Ⅰ-Ⅰ上边部分为隔离体
图5
(2)求F N b :取结点1为隔离体
(四) 对称桁架的计算
∑F
x
=0
F xa =F P
F N a =2F P
F N b =-F N a
F N b =-2F P
F xb =-F P
(3)求F N c :取结点2为隔离体
∑F
x
=0F N c =F xb =-F P
图6
若桁架的几何形状、支承形式和杆件刚度(截面尺寸及材料)都关于某一轴线对称,则称此桁架为对称桁架。
1、对称桁架的基本特性
(1)在对称荷载作用下,对称杆件的内力是对称的,即大小相等,且拉压一致。 (2)在反对称荷载作用下,对称杆件的内力是反对称的,即大小相等,但拉压相反。 (3)在任意荷载作用下,可将荷载分解为对称荷载与反对称荷载两组,分别计算出内力后再叠加。
所谓对称荷载,是指位于对称轴两边大小相等、若将结构沿对称轴对折后,其作用线重
合且方向相同的荷载;而反对称荷载,则是指位于对称轴两边大小相等、若将结构沿对称轴对折后,其作用线重合但方向相反的荷载。
例3 试利用比较简捷的方法计算图示桁架各杆的轴力。
图7
解:利用对称性分析该桁架。首先,将对称桁架上作用的一般荷载分解为对称荷载和反对称荷载两种情况,分别计算,如图示。然后将各对应杆的轴力叠加 。计算过程从略。
2、利用对称性判定桁架零杆
1)在对称荷载作用下,位于对称轴处的K 型结点,若无外力作用,则两斜杆轴力为零。 2)在反对称荷载作用下,位于对称轴上且与对称轴线垂直的横杆或与对称轴线重合的竖杆轴力均为零。
图8