工字形截面梁柱節(jié)點(diǎn)翹曲傳遞分析.pdf

1、薄壁構(gòu)件扭轉(zhuǎn)時(shí)截面將產(chǎn)生翹曲變形，本文通過對(duì)薄壁梁柱結(jié)構(gòu)算例的扭轉(zhuǎn)解析求解發(fā)現(xiàn)，只有搞清雙力矩和翹曲位移這一對(duì)廣義力和廣義位移在節(jié)點(diǎn)處的傳遞關(guān)系，才能最終解決空間薄壁桿件的扭轉(zhuǎn)計(jì)算問題。 目前通用有限元軟件對(duì)翹曲位移的考慮，采用簡單地增加一個(gè)翹曲自由度，并認(rèn)為梁柱節(jié)點(diǎn)處翹曲位移連續(xù)，通過修改有限元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，即把轉(zhuǎn)換矩陣中與翹曲自由度對(duì)應(yīng)的對(duì)角線位置上的元素取為1，實(shí)現(xiàn)其在有限元中的應(yīng)用。本文揭示了有限元軟件的這種處理方法等效

2、的梁端、柱端雙力矩和翹曲位移在節(jié)點(diǎn)處的傳遞關(guān)系。已有的文獻(xiàn)研究顯示，翹曲在薄壁梁柱節(jié)點(diǎn)處的傳遞情況并沒有統(tǒng)一的規(guī)律，而是與節(jié)點(diǎn)具體的構(gòu)造形式有關(guān)。因此，通用有限元軟件無論是節(jié)點(diǎn)處采用的翹曲傳遞關(guān)系，還是其相應(yīng)在有限元中的處理方法，均未考慮不同節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式的差別，因而是有問題的。 本文對(duì)一些工字形截面梁柱節(jié)點(diǎn)形式的翹曲傳遞進(jìn)行了分析，得到了節(jié)點(diǎn)處翹曲傳遞的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將之應(yīng)用到有限元程序中對(duì)算例進(jìn)行計(jì)算比較分析。首先，通過板件分解

3、法，對(duì)無加勁梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，得到節(jié)點(diǎn)處梁端柱端雙力矩和翹曲位移的兩個(gè)關(guān)系式，將之應(yīng)用到自編空間薄壁桿件矩陣位移法程序中對(duì)算例進(jìn)行計(jì)算，并與板殼單元的計(jì)算結(jié)果作比較，發(fā)現(xiàn)本文方法有一定適用性，同時(shí)從方法的局限性分析得出梁傾角較小的無加勁肋梁柱結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)處翼緣的翹曲轉(zhuǎn)角使得相鄰構(gòu)件截面的腹板發(fā)生了不規(guī)則的歪曲變形；然后，本文對(duì)梁有傾角的翼緣延伸加勁節(jié)點(diǎn)的分析得到節(jié)點(diǎn)處翹曲位移的簡單關(guān)系，可輕松實(shí)現(xiàn)在有限元中的應(yīng)用，并且有著很好的