计算内力时杆件偏心距的影响

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梁位于柱子上,梁的末端在柱子的外边缘。 在带有实体的建筑模型中可以很容易地满足这些要求。 在杆件分析中,使用简化线模型,其中中心线在一个公共节点中相遇。 本文通过三个简单的模型展示了杆件偏心对内力计算的影响。

一般

在建筑中,通常使用实体模型。 梁和柱的相对位置通过截面的扩展考虑。 在结构分析中,使用简化的线模型,其中的中心线在节点中相交。 在RFEM和RSTAB中,您还可以在渲染时显示该简化模型。 各个构件的交点经常影响外观,并可能导致客户提出问题。 杆件偏心通常用于近似结构模型和建筑模型。 本文使用三个非常简单的模型来说明杆件偏心对内力计算的影响。

模型1没有杆件偏心

梁和柱在节点编号处相遇 2.不使用杆件偏心。

图01在左侧显示了渲染的模型。 梁只延伸到柱子的中心线。 柱子也延伸到梁的中心线。

梁的线荷载为50 kN/m,轴向力为50 kN。 为简化起见,忽略了杆件的自重。

图片 01 - 模型1没有杆件偏心

由于柱子支座在X方向上是自由的,因此在该模型中可以得到梁的弯矩和剪力。

图02显示了内力My ,Vz和N。

图片 02 - 内力分布模型1

模型2,杆件偏心,轴向偏移

杆件编号 图10所示的柱子的轴向偏移为150 mm。 梁的这种延伸也增加了荷载。

图03在左侧显示了渲染的模型。

梁的线荷载为50 kN/m,轴向力为50 kN。 如果考虑自重,也可以增加自重。

图片 03 - 模型2,杆件偏心,轴向偏移

轴向偏移导致杆件延长。 自由杆端与节点No. 14.

边缘处的作用剪力为107.64 kN,产生负弯矩:
My = 107.64 kN⋅-0.15 m = -16.15 kNm

竖向荷载增加为50 kN/m⋅0.15 m = 7.50 kN。

图04显示了内力My ,Vz和N。

图片 04 - 内力分布模型2

模型3,杆件偏心,轴向偏移和横向偏移

杆件编号 图13所示的柱子通过一个150 mm的轴向偏移引导到柱子的外边缘。 此外,梁的下边缘位于柱子的上边缘,且有一个相对的横向偏移。

图05在左侧显示了渲染的模型。

梁的线荷载为50 kN/m,轴向力为50 kN。 如果考虑自重,也可以增加自重。

图片 05 - 模型3,杆件偏心,轴向偏移和横向偏移

轴向偏移导致杆件延长。 自由杆端与节点编号No. 18。

边缘处的作用剪力为107.64 kN,产生负弯矩:
My = 107.64 kN⋅-0.15m = -16.15 kNm

增加的竖向荷载为50 kN/m⋅0.15 m = 7.5 kN。

垂直横向偏移150 mm产生的附加的恒定弯矩归因于作用力50 kN:
My = 50 kN⋅-0.15m = -7.50 kNm

由于杆件偏心引起的负弯矩增加:
My = -16.15 kNm +(-7.50 kNm)= -23.65 kNm

图06显示了内力My ,Vz和N。

图片 06 - 内力分布模型3

小结

正确使用杆件偏心可以使结构体系更加精确。 这些简单的例子说明,偏心也导致内力的变化,在复杂的系统中有时很难追溯到杆件偏心的应用。

关键词

杆件偏心 内力 弯矩图

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