sausg-delta軟件對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析時,采用的分析方法是直接分析方法。直接分析方法需要在結(jié)構(gòu)力學(xué)模型中引入整體和構(gòu)件的初始缺陷,如圖1-1所示。本文對sausg-delta軟件快速設(shè)定初始缺陷的功能進(jìn)行介紹。
初始缺陷概述
直接分析方法同時考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的初始缺陷,如圖1-1所示。結(jié)構(gòu)整體缺陷可以按最低階整體屈曲模態(tài)采用[1],在實(shí)際應(yīng)用中幾何缺陷的最大值圖片可取結(jié)構(gòu)高度的1/250或者結(jié)構(gòu)跨度的1/300。構(gòu)件的初始缺陷可按正弦曲線形式施加,在實(shí)際應(yīng)用中構(gòu)件中間點(diǎn)的最大缺陷圖片可根據(jù)構(gòu)件截面分類分別進(jìn)行取值,如表2-1所示。在有限元模型中,可以將節(jié)點(diǎn)間桿件等分為4個單元進(jìn)行模擬。
在計算中由于需要同時考慮p-△效應(yīng)和p-δ效應(yīng),在力學(xué)求解中需要根據(jù)變形后的狀態(tài)建立力學(xué)平衡方程,即在分析時需要考慮幾何非線性。因此桿件的內(nèi)力不能通過單工況荷載效應(yīng)的組合確定,而是進(jìn)行荷載組合再進(jìn)行內(nèi)力求解。
初始缺陷設(shè)置與顯示
1、構(gòu)件初始缺陷設(shè)置
在使用sausg-delta軟件設(shè)置構(gòu)件初始缺陷時,sausg-delta軟件會根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對梁柱截面分成a、b、c、d類,用戶也可以進(jìn)行修改。具體操作如下:
菜單:屬性→構(gòu)件缺陷。如圖3-1所示。
2、結(jié)構(gòu)整體初始缺陷設(shè)置
在進(jìn)行整體缺陷設(shè)置時,首先要進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后進(jìn)行初始模態(tài)分析,最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體缺陷設(shè)置。用戶可以分別定義“整體缺陷代表值的最大值”、“整體缺陷定義方式”和“整體缺陷角度”, 如圖3-2所示。
“整體缺陷定義方式”可以采用水平假想位移、重力加載變形結(jié)果或者選擇相應(yīng)的屈曲模態(tài)進(jìn)行定義。程序會根據(jù)整體缺陷代表值的最大值,對所選方式的變形進(jìn)行調(diào)幅作為結(jié)構(gòu)的整體缺陷。當(dāng)選擇“水平假想位移”方式進(jìn)行定義時,用戶可分別輸入“整體缺陷代表值的最大值”和“整體缺陷角度”定義缺陷大小和施加方向。在空間結(jié)構(gòu)中,建議用最低階整體屈曲模態(tài)設(shè)置初始缺陷;在框架及支撐結(jié)構(gòu)中,建議用假想位移設(shè)置缺陷。
具體操作如下:
菜單:初始分析→整體缺陷,如圖3-2所示。
3、缺陷顯示
具體操作如下:
菜單:初始分析→缺陷顯示。
“缺陷方式”中選擇“整體”可顯示結(jié)構(gòu)整體初始缺陷,如圖3-3所示;選擇“構(gòu)件”可顯示結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺陷,如圖3-4所示;選擇“整體+構(gòu)件”可顯示二者疊加結(jié)果,如圖3-5所示。在工具欄中選擇“疊加初始構(gòu)型”可同時顯示結(jié)構(gòu)初始構(gòu)件與考慮缺陷后結(jié)構(gòu)構(gòu)型情況,選擇“變形放大倍數(shù)”可設(shè)置合適的變形放大倍數(shù)。
4、具體分析時初始缺陷的考慮方法
目前可以在直接分析設(shè)計和靜力非線性中考慮初始缺陷,如圖3-6和3-7所示:
鋼結(jié)構(gòu)直接分析軟件sausg-delta提供了構(gòu)件初始缺陷和結(jié)構(gòu)整體缺陷快速設(shè)置以及顯示初始缺陷的功能,從而提高了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率。在空間結(jié)構(gòu)中,建議用最低階整體屈曲模態(tài)設(shè)置初始缺陷;在框架及支撐結(jié)構(gòu)中,建議用假想位移設(shè)置缺陷。在靜力非線性中也可以考慮初始缺陷。sausg系列軟件一直為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員保駕護(hù)航。