钢结构构件边界条件的处理方法:边界条件中有固定、弹性约束、斜边界和强迫位移等。在网架(壳)结构有限元计算中,边界条件将对网架结构内力及变形产生较大影响。网架支承处的边界条件既和支座节点构造有关,也和支承结构的刚度有关,支座可以是无侧移、单向可侧移和双向可侧移的铰接支座,支承结构(柱、梁等)可以是刚性或弹性的。当支承结构刚度很大可忽略其变形时,边界条件完全取决于支座构造。反过来,采用不同的支座型式,合理的改变某些边界条件,可以调整结构的刚度减少杆件内力和支座反力的峰值,使内力分布更为均匀合理,达到节的钢材的目的。
支座:包括固定支座、单向、双向三种型式,22个等级,其水平承载力、竖直方向拔力及支座的整体强度均比普通支座有大幅度提高。该系列支座采用弹性减振元件,当水平力大到一定程度后,减振弹簧开始发生弹性变形实现缓冲作用。当结构发生转角时,球芯产生转动,释放上部结构产生的转矩。*震时,刚性抗震措施和柔性减振措施同时发生作用,以抵御巨大的*震输入能量,这样既能保证桥梁上、下结构合理相对位移,减小*震力的放大系数,又使结构保持统一性。
支座是采用毛勒专有技术设计而成一种球形支座产品,主要由上支座滑板、下支座板、球形板、聚四氟乙烯滑板(平面和球面各一块,以下简称四氟板)及不锈钢板组成。支座的位移由上支座板与平面四氟板之间的滑动来实现,通过在上支座板上设置导向槽或导向环来约束支座的单向或多向位移,可以制成球型支座的单向活动支座和固定支座。将其结构与盆式橡胶支座对照,可看出结构形式基本相似,只是将盆式支座底盆中的橡胶块去掉,改成一凹球面,相应的盆式支座的中间钢板亦改成凸球面与底盆相对应,二者间衬一球面四氟板是为了减小摩擦系数。中间钢板下表面成球形,上面平直,钢板上安置一块水平四氟板,四氟板与固定在上支座板下面的一块不锈钢薄板相接触,使支座能水平滑动。为了提高支座的承载能力,球面四氟板弯曲放置,并以一定的深度嵌进支座底盆内。
1)无侧移铰接支座,支承节点在竖向,边界线切线和法向都无位移。2)单向可侧移支座,竖向和边界切线方向位移为零,而边界法向为自由。 3)双向可侧移的铰接支座,只有竖向位移为零,两个水平方向都为自由。 4)在网架的四角处,至少一个角上的支座必须是无侧移的,相邻的两角可以是单向可侧移的,相对的角可以是双向可侧移的。这种做法既防止网架的刚体移动,又提供了不少于6根的约束链杆数。在工程实践中,如果温度应力不大,也可考虑四角都用无侧移铰支座。5)当网架支承在独立柱上时,由于它的弯曲刚度不是很大,在采用无侧移铰支座时除竖向仍然看作无位移外,两个水平方向应看成弹性支承,支承的弹簧刚度由悬臂柱的挠度公式得出:cIcy/H3Kcy=3EcIcx/H3式中Ec——支承柱的材料弹性模量;Icy、Icx——分别为支承柱绕截面y、x轴的截面惯性矩;H——支承悬臂柱长度。
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