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2023-05-29

杆件类型

杆件类型用于控制结构分析中杆件所采用的刚度及其属性。最常用的杆件类型是“梁”:这种抗弯刚性的杆件能够传递所有内力。

类型为“梁”的杆件是一种抗弯刚性的杆件,能够传递所有内力分量。如果两根梁在连接时,没有为它们的共同节点定义铰,则该连接为刚性连接。

刚性

类型为“刚性”的杆件通过刚性连接将两个节点的位移耦合在一起。它原则上相当于一个耦合杆,但可以在杆端单独指定铰。
计算时采用以下刚度:

  • 轴向和扭转刚度:E ⋅ A = G ⋅ IT = 1013 ⋅ ℓ
  • 抗弯刚度:E ⋅ I = 1013 ⋅ ℓ3
  • 剪切刚度:GAy = GAz = 1016 ⋅ ℓ3,其中 ℓ 为杆件长度,单位为国际单位制(SI)

类型为“肋”的杆件允许定义带有效翼缘宽度的 T 形梁。在有效翼缘宽度范围内,板单元的内力将进行积分求和,并叠加到杆件内力中。

桁架

类型为“桁架”的杆件是一种梁杆件,其杆件两端设有铰,这些铰不传递弯矩。

桁架(仅 N)

类型为“桁架(只有轴力)”的杆件只有轴向刚度 E·A。在杆件两端设有弯矩铰。

拉杆 / 压杆

类型为“拉杆”的杆件是一种桁架杆件(仅承受轴力 N),且只能承受拉力。相应地,类型为“压杆”的杆件仅能传递压力。

屈曲

类型为“屈曲”的杆件是一种桁架杆件(仅承受轴力 N),当压力超过屈曲临界力 Ncr 时即发生破坏。

类型为“索”的杆件仅能承受拉力。通过迭代计算并考虑索理论(三阶理论),可以模拟索链在纵向力和横向力共同作用下的受力行为。

滑轮索

类型为“滑轮索”的杆件仅能承受拉力,且其内部节点仅允许沿纵向发生位移 ux。该杆件类型在计算中考虑索理论(三阶理论),适用于滑轮系统的计算,其中纵向力通过导向滑轮进行传递。

结果梁

“结果梁”本身不具备刚度,对结构计算没有影响。“结果梁”是一种工具,用于在预定义区域内对面、实体或杆件的计算结果进行积分汇总,以便用于后续设计计算。

虚梁

“虚梁”允许采用“开腹式钢托梁”的截面属性,这些属性由 Steel Joist Institute(钢托梁协会)以“Virtual Joist(虚拟托梁)”表格的形式提供。

可定义刚度

“可定义刚度”类型允许用户为杆件自定义结构计算所需的刚度。

耦合

类型为“耦合”的杆件具有刚性杆件的刚度。此外,耦合杆件还可根据设定,对起点和终点节点的自由度进行约束。
可选的耦合杆件类型如下:

  • 刚接-刚接耦合:耦合杆件两端均为抗弯刚接
  • 刚接-铰接耦合:杆件起点为抗弯刚接,杆件终点为铰接
  • 铰接-铰接耦合:耦合杆件两端均为铰接
  • 铰接-刚接耦合:杆件起点为铰接,杆件终点为抗弯刚接

弹簧

“弹簧”允许为杆件指定弹簧刚度。

阻尼器

“阻尼器”本质上相当于具有“阻尼系数”附加属性的弹簧杆件。该杆件类型扩展了基于时程分析的动力计算功能。


链接
参考