15 1 連續梁分析 概述概述 比較連續梁和多跨靜定梁受均布荷載和溫度荷載 上下面的溫差 下的反力 位移 內力 1 溫度荷載如何輸入 2 模型的建立過程 首先建立一個節點 由節點擴展單元建立梁單元模型 連續 梁和多跨靜定梁通過改變節點約束條件實現 3跨連續兩次超靜定 3跨靜定 3跨連續1次超靜定 16 圖 1 1 分析模型 17 材料材料 鋼材 G Grade3rade3 截面截面 數值 箱形截面 400 200 12 mm 荷載荷載 1 均布荷載 1 0 tonf m 2 溫度荷載 T 5 上下面的溫度差 設定基本環境設定基本環境 打開新文件 以 連續梁分析連續梁分析 mgb mgb 為名存檔 單位體系設定為 m m 和 tonftonf 文件 新文件新文件 文件 存檔存檔 連續梁分析連續梁分析 工具 單位體系單位體系 長度 m m 力 tonftonf 1tonf 9 6kN1tonf 9 6kN 1kN 0 1tonf1kN 0 1tonf 圖 1 2 設定單位體系 18 設定結構類型為 X Z 平面 為了簡化為平面問題 程序將自動約束Y方向的位移Dy和繞X軸和Z軸的轉動Rx Rz 模型 結構類型結構類型 結構類型結構類型 X ZX Z 平面平面 設定材料以及截面設定材料以及截面 材料選擇鋼材GB S 中國標準規格 定義截面 模型 材料和截面特性 材料材料 名稱 Grade3 Grade3 設計類型 鋼材鋼材 規范 GBGB S S 數據庫 G Grade3rade3 模型 材料和截面特性 截面截面 截面數據截面數據 截面號 1 1 截面形狀 箱形截面箱形截面 用戶 如圖輸入 名稱 400 200 12400 200 12 選擇選擇 數據庫數據庫 中的任中的任 意材料 材料的基本特意材料 材料的基本特 性值 彈性模量 泊松性值 彈性模量 泊松 比 線膨脹系數 容重比 線膨脹系數 容重 將自動輸出 將自動輸出 19 圖 1 3 定義材料 圖 1 4 定義截面 建立節點和單元建立節點和單元 為了生成連續梁單元 首先輸入節點 正面正面 捕捉點捕捉點 關 捕捉軸線捕捉軸線 關 捕捉節點捕捉節點 開 捕捉單元捕捉單元 開 自動對齊自動對齊 模型 節點 建立節點建立節點 坐標 x y z 0 0 0 0 0 0 圖 1 5 建立節點 參照用戶手冊的參照用戶手冊的 輸入單元時主要考輸入單元時主要考 慮事項慮事項 20 21 用擴展單元功能來建立連續梁 由節點向線單元擴展 模型 單元 擴展單元擴展單元 全選全選 擴展類型 節點節點 線單元線單元 單元屬性 單元類型 梁單元梁單元 材料 1 Grade31 Grade3 截面 1 1 400 200 12400 200 12 Beta 角 0 0 生成形式 復制和移動復制和移動 復制和移動復制和移動 任意間距任意間距 方向 x x 間距 3 5 3 3 5 3 8 10 8 8 10 8 3 5 33 5 3 兩邊跨分別分兩邊跨分別分 成成3 3個單元 中跨分成個單元 中跨分成8 8個單元 個單元 圖 1 6 建立單元 X Z 輸入梁單元輸入梁單元 關于梁關于梁 單元的詳細事項參照單元的詳細事項參照 在線幫助的在線幫助的 單元類單元類 型型 的的 梁單元梁單元 部分部分 22 輸入邊界條件輸入邊界條件 3維空間的節點有6個自由度 Dx Dy Dz Rx Ry Rz 但結構類型已設定為X Z 平面 程序將自動約束Y方向的位移Dy和繞X軸和Z軸的轉動Rx Rz 所以只剩下3個 自由度 Dx Dz Ry 鉸支座約束自由度Dx Dz 滾動支座約束自由度 Dz 模型 邊界條件 一般支承一般支承 節點號節點號 開 單選單選 節點 4 4 選擇 添加添加 支承條件類型 Dx Dx DzDz 開 單選單選 節點 1 1 12 12 1515 支承條件類型 DzDz 開 圖 圖1 7 輸入邊界條件 23 輸入荷載輸入荷載 定義荷載工況定義荷載工況 為輸入均布荷載和溫度荷載 首先定義荷載工況 荷載 靜力荷載工況靜力荷載工況 名稱 均布荷載 類型 用戶定義的荷載用戶定義的荷載 USER 名稱 溫度荷載 類型 用戶定義的荷載用戶定義的荷載 USER 24 圖1 8 輸入荷載條件 25 輸入均布荷載輸入均布荷載 給連續梁施加均布荷載 1 tonf m 荷載 梁單元荷載 單元 梁單元荷載 單元 節點號節點號 關 全選全選 荷載工況名稱 均布荷載 選擇 添加添加 荷載類型 均布荷載均布荷載 方向 整體坐標系整體坐標系 Z Z 投影 否否 數值 相對值相對值 x1 0 0 x2 1 1 W 1 1 荷載方向與整體坐荷載方向與整體坐 標系標系Z Z軸方向相反軸方向相反 輸入荷載為 輸入荷載為 1 1 26 圖 1 9 輸入均布荷載 27 輸入溫度荷載輸入溫度荷載 輸入連續梁的上下面溫度差 T 5 輸入溫度差后 根據材料的熱膨脹系數 溫差引起的梁截面產生的應力考慮為荷載 顯示顯示 梁單元荷載 關 梁單元荷載 關 荷載 溫度梯度荷載溫度梯度荷載 全選全選 荷載工況名稱 溫度荷載 選擇 添加添加 單元類型 梁梁 溫度梯度 T2z T1z 5 5 28 圖 1 10 輸入溫度荷載 29 復制單元復制單元 復制連續梁 模型 1 來建立多跨靜定梁 模型 2 模型 3 為了同時復制連續梁 模 型1 均布荷載 溫度荷載 邊界條件 使用復制節點屬性復制節點屬性和復制單元屬性復制單元屬性功能 顯示顯示 邊界條件 一般支承一般支承 開 模型 單元 單元的復制和移動單元的復制和移動 全選全選 形式 復制復制 移動和復制 等間距等間距 dx dy dz 0 0 0 0 5 5 復制次數 2 2 復制節點屬性復制節點屬性 開 復制單元屬性復制單元屬性 開 圖 1 11 復制單元 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 30 輸入鉸接條件輸入鉸接條件 在復制的連續梁輸入內部鉸支座來建立多跨靜定梁 在梁單元的端部使用釋放梁端約束釋放梁端約束功能來生成鉸接條件 模型 邊界條件 釋放梁端約束釋放梁端約束 單元號單元號 開 單選單選 單元 19 19 23 23 3333 選擇 添加添加 替換替換 選擇釋放和約束比率 j 節點 MyMy 開 MzMz 開 或 圖 1 12 輸入鉸支支座 運行結構分析運行結構分析 對連續梁和多跨靜定梁運行結構分析 分析 運行分析運行分析 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 關于內部鉸支的詳關于內部鉸支的詳 細說明參照在線幫細說明參照在線幫 助的助的 釋放梁端約束釋放梁端約束 部分部分 生成梁單元時 隨著先生成梁單元時 隨著先 指定的指定的i i節點和后指定節點和后指定 的的j j節點的生成決定坐節點的生成決定坐 標系 標系 只只要要在在圖圖標標菜菜單單顯顯示示 的的單單元元表表單單下下打打開開單單元元 坐坐標標軸軸和和局局部部方方向向就就可可 以以確確認認 31 查看分析結果查看分析結果 查看反力查看反力 比較均部荷載作用下連續梁和多跨靜定梁的反力 單元號單元號 關 顯示顯示 邊界條件 一般支承一般支承 關 釋放梁端約束釋放梁端約束 開 結果 反力和彎矩反力和彎矩 荷載工況 荷載組合 ST ST 均布荷載 反力 FXYZFXYZ 顯示類型 數值數值 開 圖例圖例 開 數值 小數點以下位數 1 1 指數型指數型 關 適用于選擇確認時適用于選擇確認時 開 圖 1 13 均布荷載引起的反力 32 以表格的形式查看均布荷載引起的的反力 比較外荷載總合和反力的總合來查看模 型的建立和荷載的輸入是否恰當 例題Z軸方向荷載為1 0 tonf m2 20 m 3 60 tonf 與表格中Z軸方向的反力 F Z 總和相等 結果 分析結果表格 反力反力 荷載組合 均布荷載 ST ST 開 溫度荷載 ST ST 關 圖 1 14 反力結果表格 33 比較對溫度荷載的反力 結果 反力和彎矩 荷載工況 荷載組合 ST ST 溫度荷載 反力 FXYZFXYZ 顯示類型 數值數值 開 圖例圖例 開 圖 1 15 溫度荷載產生的反力 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 34 查看變形圖查看變形圖 查看溫度荷載產生的變形圖 DXZ 22 DZDX 顯示顯示 邊界條件 一般支承一般支承 開 結果 變形 變形形狀變形形狀 荷載工況 荷載組合 ST ST 溫度荷載溫度荷載 變形 DXZDXZ 顯示類型 變形前變形前 開 圖例圖例 開 圖 1 16 溫度荷載產生的變形圖 模型模型 1 模型模型 2 模型模型 3 35 查看內力查看內力 查看均布荷載產生的結構的彎矩 結果 內力 梁單元內力圖梁單元內力圖 荷載工況 荷載組合 ST ST 均布荷載 內力 MyMy 選擇顯示 5 5 點點 不涂色不涂色 系數 2 02 0 顯示類型 等值線等值線 開 數值數值 開 圖例圖例 開 數值 小數點以下位數 1 1 指數型指數型 關 適用于選擇確認時適用于選擇確認時 開 多跨靜定梁 模型 2 與連續梁 模型 1 相比 可以看出跨中彎矩減小 但支 點彎矩增大的情況 還可以看出 設有一個鉸的多跨靜定梁 模型3 的鉸支 點彎矩與 模型2 類似 無鉸部分的彎矩與 模型1 類似 圖 1 17 節點荷載產生的彎矩 36 查看溫度荷載產生的彎矩 溫度荷載產生的變形圖 圖1 16 中 可以看出模型2兩邊的懸臂梁與中間的簡支梁的 變形是相互獨立的 溫度荷載不會約束梁的變形 所以也不會產生內力 結果 內力 梁單元內力圖梁單元內力圖 荷載工況 荷載組合 ST ST 溫度荷載 內力 MyMy 顯示選項 精確解精確解 不涂色不涂色 放大 2 02 0 顯示類型 等值線等值線 開 數值數值 開 數值 小數點以下位數 1 1 指數型指數型 關 適用于選擇確認時適用于選擇確認時 開 圖 1