鋼截面溫度應(yīng)力計(jì)算要點(diǎn)

鋼截面非線性溫度計(jì)算要點(diǎn)問題描述：對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行粱截面非線性溫度計(jì)算時(shí)，應(yīng)力結(jié)果經(jīng)常會(huì)有疑問，本文將從鋼截面的定義和粱截面非線性溫度的設(shè)置兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的說明，使大家明確鋼截面非線性溫度的設(shè)置和正確的計(jì)算結(jié)果。解決方案：一鋼截面定義對(duì)于鋼截面的定義，通常需要注意以下幾點(diǎn)：1）干凈的CAD圖形：線條為直線、多段線，不支持圖塊；沒有重合的圖形；該閉合就閉合，斷開就斷開；導(dǎo)入midasCivil時(shí)，CAD單位系統(tǒng)和截面特性計(jì)算器（以下簡稱SPC）一致。2）使用Line類型定義截面：對(duì)于閉合截面，一定要定義最大的閉合回路，保證抗扭剛度的正確計(jì)算。3）抗剪剛度的調(diào)整：Line類型的截面計(jì)算特性后，會(huì)丟失抗剪剛度Asy和Asz，即為0，有限元計(jì)算中，若剛度為0，則會(huì)提示奇異，因此，建議手動(dòng)定義Asy和Asz，或者通過程序FEM法定義，或者不考慮剪力對(duì)變形的影響。上述幾點(diǎn)，在各種學(xué)習(xí)資料中都會(huì)看到，本文將新增在SPC中定義線寬時(shí)，線的偏心方式（中對(duì)齊、左偏、右偏）的影響，下面通過實(shí)例說明。圖1，在CAD中準(zhǔn)備了3個(gè)線類型截面，模擬截面尺寸為500*200*20*20mm的工字鋼截面。圖1線類型工字鋼截面導(dǎo)入SPC后，生成的幾何截面如圖2：圖2幾何圖形大家注意線的偏心方式，左圖，頂和底采用左和右偏，厚度20mm，腹板中對(duì)齊，厚度20mm；

中圖，全部中對(duì)齊，厚度20mm；右圖，頂和底采用右和左偏，厚度20mm，腹板中對(duì)齊，厚度20mm，三中偏心方式，最后都能生成需要的工字型截面500*200*20*20mm。三種處理方法的截面特性計(jì)算結(jié)果如圖3,截面理論的截面特性如圖4。圖3截面特性計(jì)算值[^]:RIB后爵日I：-^1--fiflT1面粗1.72D0Dne4CD4mirrP洋用戶廣H掘taey6866666?e-HJ03lSSBMi如HUMEm々板1￡-?。簭SIxx2.3*166C-7fl4flO6rnnA41r=麗E.232933e-H3DB111^412Z2.69?333e-H]0?EFFT4H甲中典sb000000fl4fl02EEH斯踏l?-?T3Cyml.aDDOOOe-HJDZmmK而君或|二|CZDZ^OOOODe-H^OZmmCim2.500000e+002nn7.?H5riODe-H3CH..1TWOnL]j倒mQzb5.aOOOODe-H3D2eMWLrmHl幽?l￡pMPen:OL.72D00De-HD03mm1Peri;IO.OOOOOOfl-HDOOrnrnCentenyL.ODnODDe-H^D2mmCentEnz2850000De-HJ02mmE15pmr]卜myl-1.000000e+002rnrnzl2.5D0OODe-H3O2mmr￡b?y2L.ODDUDDe-HDD2mmZ2Z.SDOODDe-H^OlEEy31.000000-34002EEZ3-2.5DD00ae-H）D2mm腎F-l^OOOODe-H^OZmmnL<<中心-2.50000034002EE1g1n.N圖4截面特性理論值表5計(jì)算值/理論值A(chǔ)rea（面積）Ixx（抗扭）Iyy（抗彎）左對(duì)齊1.000.981.00中對(duì)齊1.021.001.04下對(duì)齊1.000.981.00結(jié)論分析：對(duì)于中對(duì)齊截面，由于線定義寬度后，相交處出現(xiàn)重合部分，導(dǎo)致截面面積和抗彎剛度都比理論值大，因此，在使用中對(duì)齊模擬鋼箱梁截面時(shí)需要注意其影響。中對(duì)齊截面非線溫度定義LOC'-LOC'-圖7粱截面非線性溫度以簡支梁為例，工字形粱截面500*200*20*20mm，計(jì)算圖7所示粱截面非線性溫度，常規(guī)定義如下表，設(shè)置要點(diǎn)：1）頂對(duì)齊；2）等寬200mm，溫度折線0-20mm，對(duì)應(yīng)溫度10°C。表8粱截面非線性溫度羊7THL：W；j-J位罟1st材料1st彈性偵域蜥系整1stB1171ill'll1S1H1mmi1stT1IliCU1stH2Imm!1snF2ilCh2<>d材料zrm彈性1Mum護(hù)孫1溫度椎度局都坐中心單元OQOOOaaooo200.00250DO1D0D230.0010DK1無。D0O02禪齊:，度中心單元0.0010O.MW200.00250M10.00230.00iaon無O.OOOD3456局部坐中心單芫00000aoooo我口加250001000230.00iaoo無00000局部坐中心里元ODCODaoaoQ200oo2500010OD230aoiaDid無aoaoQ局部坐中心里元oqooq0DQOQ200.00250na1D.0D230.D010叩無0DdOD中心;|日do?0OdOO200.002500010oo23000iaoa無fioooo卜了溫度耗度局部坐中心~^rQOWQODUO|2呻.00現(xiàn)0010.00230OQ10DO無fl0000a溫度州度局都坐中心單元ODOOD0DODD20000250oa1D0D230J0iaDm天UDOOO9中心甲元a.flixioO.OQOD200.00頌血10.00230.00iaon無Q-MOO10中心單芫ooooo0MM2U0002500010OO230.001000無00順

結(jié)論分析：根據(jù)04規(guī)范附錄B，手算溫差作用效應(yīng)過程如下：Nt=EAyxtyxacxEc=200x20x10x1.2x10—5x2.06x105=98880Nx250+10x1.2x10-5x2.06x105=-9.91M〃。17600645387000Mx250+10x1.2x10-5x2.06x105=-9.91M〃。17600645387000-NtM0廠9888023731200bt=+—y+tyxacxEc=00由此，可以看出程序計(jì)算的結(jié)果是不正確。這也是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，粱截面上緣受拉，和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不符。出現(xiàn)上述問題的原因有2點(diǎn)：1）輸出溫度應(yīng)力點(diǎn)不正確，如下圖10；2）溫度折線不正確。百司耳麻|回|叫熱|p兩圈“和n的祖州成力百司耳麻|回|叫熱|p兩圈“和n的祖州成力點(diǎn)相閂]■T_|I中反持白：Hltirtrii:皮力W，：.Tr|：-X國面.：1.里怵是崖sn■r左下兩|JE±iSnmun翱翱翱懋Josssss建pa99p.TIP"nmun翱翱翱懋Josssss建pa99p.TIP".9nr.4-13wwWWWKMMWMWWMAX:]M[Mi7