MIDAS之加載點、截面偏心影響對比計算

6-鑒于本人在斜拉橋建模計算過程中，斜拉橋主梁在斜拉索錨固點及截面偏心不同時，主梁產(chǎn)生不同的軸向變形（有的出現(xiàn)伸長現(xiàn)象，明顯與實際不符），故作midas加載對比計算如下：模型結(jié)構說明：模型結(jié)構選用相同材料：Q235；相同截面：P194×10鋼管；相同單元長度：2m；相同約束條件：底端固結(jié)；相同豎向荷載值：100kN。建立模型結(jié)構如圖1所示，圖中模型結(jié)構從左向右依次編號為：單元1~6。單元1：截面不偏心、荷載加載位置：截面型心，單元上端節(jié)點上。單元2：截面右側(cè)偏心（偏心距r）、荷載加載位置：截面右側(cè)偏心（偏心距r）點，單元上端節(jié)點上。單元3：截面右側(cè)偏心（偏心距r）、荷載加載位置：截面型心，截面型心位置節(jié)點（與單元3上端節(jié)點間設彈性連接——剛性）。單元4：截面右側(cè)偏心（偏心距r）、荷載加載位置：截面左側(cè)偏心（偏心距r），截面左側(cè)偏心（偏心距r）位置節(jié)點（與單元上端節(jié)點間設彈性連接——剛性）。單元5：截面不偏心、荷載加載位置：截面左側(cè)偏心（偏心距r），截面左側(cè)偏心（偏心距r）位置節(jié)點（與單元上端節(jié)點間設彈性連接——剛性）。單元6：截面不偏心、荷載加載位置：截面左側(cè)偏心（偏心距2r），截面左側(cè)偏心（偏心距2r）位置節(jié)點（與單元上端節(jié)點間設彈性連接——剛性）。由midas/civil2010（v7.8.0）建模計算得：圖1.單元1~6模型結(jié)構圖（kN）內(nèi)力計算結(jié)果圖2.單元1~6軸力（kN圖3.單元1~6彎矩圖（kN·m）圖4.單元1~6局部z軸剪力圖（kN）二、變形計算結(jié)果圖5.單元1~6—DXYZ變形圖（mm）圖6.單元1~6—DX變形圖（mm）圖7.圖7.單元1~6—DZ變形圖（mm）三、計算結(jié)果分析1、內(nèi)力計算結(jié)果工況一：荷載加載位置相同，截面偏心不同加載位置為截面型心時：單元1截面不偏心：M=0；單元3截面偏心：M=0。加載位置為截面左側(cè)偏心時：單元4截面偏心：M=9.7=100×0.097kN·m；單元5截面偏心：M=100×0.097=9.7kN·m。工況二：截面偏心相同，荷載加載位置不相同截面不偏心：單元1加載位置為截面型心：M=0；單元5加載位置為截面左側(cè)偏心：M=9.7=100×0.097kN·m。單元6加載位置為截面左側(cè)偏心（2r）：M=19.4=100×0.194kN·m。截面偏心：單元2加載位置為截面右側(cè)偏心：M=9.7=100×0.097kN·m；單元3加載位置為截面型心：M=0。綜上，midas在進行內(nèi)力計算時，據(jù)荷載相對截面型心位置加載計算（單元局部z軸出現(xiàn)剪力（與理論不符），且有差異但結(jié)果較小，可以忽略）。2、變形計算分析A、水平位移：簡單分析可知，單元水平位移是由彎矩產(chǎn)生的。由結(jié)構力學圖乘法計算得：（與midas計算結(jié)果相符）B、豎向位移：豎向位移由單元軸壓及彎矩產(chǎn)生.單元軸壓產(chǎn)生的豎向位移：單元彎曲產(chǎn)生的豎向位移：單元2上端節(jié)點豎向位移：單元4上端節(jié)點豎向位移：單元2上端節(jié)點豎向位移計算結(jié)果、變形同號，表明單元2在單位荷載作用下產(chǎn)生的彎矩與外荷載作用下產(chǎn)生的彎矩同號，而荷載加載點和截面偏心正好在截面型心軸同側(cè)，單元4上端節(jié)點豎向位移計算結(jié)果、變形異號，表明單元4在單位荷載作用下產(chǎn)生的彎矩與外荷載作用下產(chǎn)生的彎矩異號，而荷載加載點和截面偏心正好在截面型心軸異側(cè)，截面出現(xiàn)拉伸情況（此時顯示單元4上端節(jié)點位移向上與我的模型，在只有斜拉索初拉力作用下出現(xiàn)主梁伸長現(xiàn)象相同）。則midas所顯示節(jié)點位移為按截面偏心位置計算得位移。四、結(jié)論綜上，midas在計算過程中，按相對截面型心軸位置加載；位移計算時，按單元截面偏心位置計算其位移。個人理解出現(xiàn)變形差異的原因可能為：截面偏心時，程序默認在偏心點與截面型心間增加一剛臂，使得單元受到一附加彎矩的影響，當偏心距較大時，附加彎矩也就越大，對結(jié)構軸向變形