SAP2000桁架处理
1. SAP2000关于桁架的处理
模拟杆件之间的铰接。说明书中指出可以通过修改抗弯刚度为0来实现。请问各位：大家是通过杆件端约束release还是通过修改抗弯刚度来处理铰接。 Thx 不能用同时放松自由度的方法模拟桁架,放松自由度应该保证其结构不是几何可动的. 请看sap2000的 BASIC ANALYSIS REFRENCE 相关部分.
我个人认为可以使用折减弯曲模量模拟桁架结构. 但应该注意,如果没有根据不要折减剪切面积, 因为考虑剪切影响时单元刚度矩阵要除 1+12*E*I/G/A/L**2. 式中的 A为剪切面积. 如果把 A 折减到很小(正常情况是不可能的), 这个修正系数将是很大的,计算结构不对!
另外应该注意: 使用(其他软件)桁架单元时不能将一根杆划分两个及以上的单元,因为桁架单元只有一个自由度,中间节点在三维分析中将本来一个自由度投影为三个自由度,两维分析中将本来一个自由度投影为两个自由度, 总刚阵是奇异的,运行时不是除零计算中止就是得到大位移结果(因舍入误差而不出现除零,除一个很小的数得到大位移结果).
两端铰接的构件用节点断开后，断点处的杆端弯矩不能释放。几何瞬变。这个结构中，X撑的两个杆件在中点设断点相连需注意：
1，程序计算的计算长度不对。（不影响分析，但用程序设计截面时需修正计算长度，否则不安全）。
2，释放断点处端弯矩，会几何瞬变。
3，不释放，则程序假定4杆刚接，（而不单是被断开的构件连续）。要构造保证之。
2. sap2000最大的好处是建模方便。在模型上随便选中，在ctrl－c，ctrl－v，只要输个平移距离，就可以方便的把一个模型复制多个（尤其是在连续梁桥的建模中）。
我曾经用sap2000做过9联连续梁桥的动力分析，50多个墩啊，一眨眼就全建好了，真的很方便。
推荐使用复制功能（ctrl＋R），可以把单元属性一起进行复制而Ctrl＋C与Ctrl ＋V则不能
3. sap2000中如何定义柱截面的方向？
通过定义坐标角度(coordinate angle)实现。
通过assign\frame\local axes是不是也中
4. 如何在SAP2000中进行抗震验算？
可以定义反应谱。7.42以后的版本可以写成文本文件调入。主要输入时间和加速度的关系。设计中可以按我国规范的反应谱输入，计算时按振型叠加法求解。计算结果偏小。
反应谱文件可用EXCEL生成，请看SAP2000和ETABS用抗震规范（GB50011-2001）反应谱 [精华]
地震影响系数计算
;
; 作者：徐翔(高强螺栓)
; 单位：西安建筑科技大学
; 电子信箱：xuxiang@https://www.sodocs.net/doc/e814011093.html,
;
; 八度多遇地震；Ⅲ类场地土；第一组
; 设计基本地震加速度值= 0.2
; 阻尼比ζ = 0.05
; 水平地震影响系数最大值αmax= 0.16
; 特征周期Tg= 0.45
; 曲线下降段的衰减指数γ= 0.9
; 直线下降段的下降斜率调整系数η1= 0.02
; 阻尼调整系数η2= 1
;
;说明：1.《建筑抗震设计规范GB50011-2001》第5.1.5条地震影响系数曲线。
; 2.红色为输入值；将A1至D46格粘贴到".txt"文件。
; 3.“八度多遇地震、Ⅲ类场地土、第一组、设计基本地震加速度值=0.2g”宜用文件名"8d3102g.txt"。
; 4.在SAP2000的'Response Spectrum function Definition' 对话框中，‘Number of Points per Line'为24。
; 5.在ETABS的'Response Spectrum function Definition' 对话框中，'Header Lines to Skip'为22。
;
; 结构自振周期T 地震影响系数α
0.00 0.072
0.10 0.160
0.45 0.160
0.54 0.136
0.63 0.118
0.72 0.105
0.81 0.094
0.90 0.086
0.99 0.079
1.08 0.073
1.17 0.068
1.26 0.063
1.35 0.060
1.44 0.056
1.53 0.053
1.62 0.051
1.71 0.048
1.80 0.046
1.89 0.044
1.98 0.042
2.07 0.041
2.16 0.039
2.25 0.038
6.00 0.026
;
; 作者：徐翔(高强螺栓)
; 单位：西安建筑科技大学
; 电子信箱：xuxiang@https://www.sodocs.net/doc/e814011093.html,
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; 八度多遇地震；Ⅲ类场地土；第一组
; 设计基本地震加速度值= 0.2
; 阻尼比ζ = 0.05
; 水平地震影响系数最大值αmax= 0.16
; 特征周期T g= 0.45
; 曲线下降段的衰减指数γ= 0.9
; 直线下降段的下降斜率调整系数η1= 0.02
; 阻尼调整系数η2= 1
;
;说明：1.《建筑抗震设计规范GB50011-2001》第5.1.5条地震影响系数曲线。
; 2.红色为输入值；将A1至D46格粘贴到".txt"文件。
; 3.“八度多遇地震、Ⅲ类场地土、第一组、设计基本地震加速度值=0.2g”宜用文件名"8d3102g.t ; 4.在SAP2000的'Response Spectrum function Definition' 对话框中，‘Number of Points pe ; 5.在ETABS的'Response Spectrum function Definition' 对话框中，'Header Lines to Skip'为;
; 结构自振周期T 地震影响系数α
0.00 0.072
0.10 0.160
0.45 0.160
0.54 0.136
0.63 0.118
0.72 0.105
0.81 0.094
0.90 0.086
0.99 0.079
1.08 0.073
1.17 0.068
1.26 0.063
1.35 0.060
1.44 0.056
1.53 0.053
1.62 0.051
1.71 0.048
1.80 0.046
1.89 0.044
1.98 0.042
2.07 0.041
2.16 0.039
2.25 0.038
6.00 0.026
5. 如何直接修改SAP2000中的section properties
在SAP2000中section properties是不能直接修改的，但从SAP90转换过来的数
据文件，其section properties却能直接修改，而不是通过修改WIDTH等来间接修改section properties，请问有谁知道如何直接修改section properties吗？
空间桁架结构程序设计
空间桁架静力分析程序及算例1、变量及数组说明
2、空间桁架结构有限元分析程序源代码 !主程序（读入文件，调用总计算程序，输出结果） CHARACTER IDFUT*20,OUTFUT*20 WRITE(*,*) 'Input Data File name:' READ (*,*)IDFUT OPEN (11,FILE=IDFUT,STATUS='OLD') WRITE(*,*) 'Output File name:' READ (*,*)OUTFUT OPEN(12,FILE=OUTFUT,STATUS='UNKNOWN') WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'* Program for Analysis of Space Trusses *' WRITE(12,*)'* School of Civil Engineering CSU *' WRITE(12,*)'* Designed By MuZhaoxiang *' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)' ' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'*************The Input Data****************' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,100) READ(11,*)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND WRITE(12,110)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND 100 FORMAT(6X,'The General Information'/2X,'NF',5X,'NP',5X,'NE',5X,'NM',5X,'NR',& 5X,'NCF',5X,'ND') 110 FORMAT(2X,I2,6I7) NPF=NF*NP NDF=ND*NF CALL ANALYSE(NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND,NPF,NDF) END !******************************************************************** !总计算程序 SUBROUTINE ANALYSE(NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND,NPF,NDF)
桁架设计要求展览桁架搭建方法
桁架搭建在庆典活动中是经常用到的，搭建质量的好坏也会影响到活动的最终效果。那么，桁架设计要求是什么？桁架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。下面就给大家介绍在展览中桁架搭建方法。 桁架设计要求 足够强度—不发生断裂或塑性变形；足够刚性—不发生过大的弹性变形；足够稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致坍塌；良好的动力学特性—抗震、抗风性。 桁架的设计要求：要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。 桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。 展览桁架搭建方法 展览桁架的规格及常规配件： 1、材料：钢桁架（壁厚1.2mm）；铝合金桁架 2、表面处理：静电喷塑 3、承受力：跨度一般在6米以内，同时可承重100Kg（无任何负载跨度可达18米） 4、重量：钢桁架990mm的一节的重量约为4kg,壁厚1.2mm（铁质） 展览桁架是展架的一种。展览桁架的用途及特点：广泛用于展览展会会场搭建、展示平台、舞台背景及跨度大的画面展示载体，具有安装方便、快捷、稳定性强等特点，适合公司进行大型的户外活动展示。
具体说来，整个展会的搭建是较为复杂的，因为会考虑到展位整体的美观性及多方面的细节，故在对待客户有此类的需求时可将客户的需求汇总（规格要求、必要时可要求客户提供详细的图纸），再将需求告之产品中心相关项目人员。项目人员在计算好桁架的配置后会将整体的配置明细以传真的形式发给销售人员。 展览桁架的拼接方法： 如:以990mm的为例，它的实际尺寸为940mm，加上50mm的六角接头（螺丝）为990mm。另桁架与桁架要靠螺丝方能连接；桁架与万向节之间无需螺丝连接。 例：如果需要配置一根三米长的横梁，它的配置是：万向节（方头）加上一节1980mm 的桁架再加上一节990mm，再加上一个万向节（方头）那么它的外径尺寸是220（方头） +1930+50（螺丝）+940+220（方头）=3360mm ,内径尺寸是3360-440（两个方头的尺寸）=2920mm。 以上几点就是我们小编为大家总结桁架设计要求、展览桁架搭建方法的相关信息，相信大家看过之后就会有一定的了解，这样一来大家就知道了很多了，如果大家还有那些想要了解的可以上我们我们站看看。 nmkly5t 天津新风系统https://www.sodocs.net/doc/e814011093.html,
浅谈大跨度空间管桁架的结构设计
浅谈大跨度空间管桁架的结构设计 【摘要】近年来，钢管结构在工业及民用建筑中的应用日益广泛，大跨度的车站、机场、体育场馆等多采用钢管桁架结构，本人有幸参加大庆侏罗纪公园室内游乐场的设计，主体建筑为128米X112米的空间桁架结构。本文通过对该建筑结构设计的回顾，在理论分析和实际工程计算紧密结合的基础上，总结了空间桁架结构设计的一些方法和经验。 标签空间桁架；方案选择；计算分析；关键技术 1、工程概况 本工程位于大庆市区，单体建筑为八边形，建筑面积13475.74㎡，单向拱形屋面，长度128m，矢高12.8m；拱顶净高度28.5m。桁架最大跨度64米。室内景观游乐设施复杂繁多，地面高低起伏，建筑四周墙体均安装美国公司设计的布景，整个建筑对美观及空间要求很高，因此，整个建筑除四周设柱外，中间仅允许有4根圆柱支撑整个屋面体系。屋面三角形桁架内设置通长猫道，兼做表演照明和电缆桥架使用，合理的利用了建筑空间。 2、钢管桁架结构的形式及特点 2.1 管桁架的分类：根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。 平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。 空间管桁结构通常为三角形截面，与平面管桁结构相比，它能够具有更大的跨度，且三角形桁架稳定性好，扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合，三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一榀空间刚架结构，且更为经济。可以减少侧向支撑构件，提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构，可以不布置侧向支撑。 2.2 连接件的截面形式常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等，本建筑弦杆和腹杆均为圆管相贯。 2.3 桁架的外形： 从桁架外形（即从弦杆类型来分）方面可分为：直线型与曲线型管桁架结构。为了满足对建筑物美观和使用功能的要求，以及空间造型的多样性，管桁架结构多做成各种曲线形状，以丰富结构的立体效果。当设计曲线型管桁结构时，有时为了降低加工成本，杆件仍然加工成直杆，由折线近似代替曲线。如果要求较高，可以采用弯管机将钢管弯成曲管，建筑效果较好，但对加工工艺要求较高。 2.4 管桁架的优点 钢管结构因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性，在现代工业厂房、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站、宾馆等建筑中得到了广泛的应用，如上海体育场、首都机场新航站楼、广州新白云及长航站楼、广州国际会展中心、上海新国际博览中心等大型工程中均采用了钢管结构。工程实际表明，钢管结构既可以很好地满足建筑要求，又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标，符合钢结构的最新设计观念。 2.5 本建筑弦杆和腹杆的杆件均为圆钢管，那么钢管截面的优点主要有以下几个方面： （1）圆管和方管的管壁一般较薄，截面回转半径较大，故抗压和抗扭性能
钢框架—空间管桁架结构的整体分析与等效设计方法
钢框架—空间管桁架结构的整体分析与等效设计方法 管桁架结构以简洁、美观的特点已经广泛应用于大跨度空间结构,对于空间管桁架的结构计算也已经趋于成熟,但由于设计分工,管桁架结构的计算设计与下部主体结构的设计往往分别由钢结构公司与设计院分别进行,并且空间管桁架结构与下部钢框架结构的整体计算在目前设计院常用的结构计算软件(如PKPM、YJK等)是无法实现的,目前设计院的主流做法是将管桁架的部分等效成集中荷 载的形式施加到柱顶。这种做法仅等效了荷载,并未考虑管桁架结构对结构整体的刚度贡献。 本文以泰安市旅游集散中心为工程背景,研究空间管桁架屋面的等效刚度方法,利用MIDAS有限元分析软件进行结构分析计算,主要工作内容如下:1.通过整体模型与施工图模型(等效荷载)的比对分析证明传统设计院处理管桁架屋面的做法存在着结构隐患与资源浪费,阐述协同工作理论的重要性。2.对倒三角形式的管桁架进行截面分析,提出单跨管桁架等效刚度公式的基本假定,根据材料力学知识推导出单跨管桁架等效刚度公式,并根据工程实例通过大量算例分析例如跨度、高跨比、宽高比,腹杆截面尺寸等管桁架影响因素,并确定其取值范围。 3.将单跨管桁架等效刚度公式推广到整体模型,根据公式建立等效刚度模型与整体模型,利用MIDAS有限元分析软件在风荷载工况、地震工况下的周期、侧向刚度、位移等计算参数,进行弹性时程分析补充计算,验证管桁架等效刚度公式的适用性。验证在风荷载工况下等效模型的位移计算结果具有参考价值;地震工况下等效模型的内力计算结果可以作为设计值,位移计算结果应根据结构限值相应放宽。 通过本文的研究结果可以给进行框架主体结构设计的设计从业人员一个较
空间桁架结构程序设计(Fortran)
空间桁架静力分析程序及算例1、变量及数组说明 输入数据 控制数据NF 单个节点的自由度数 NP 结构离散节点的总数 NE 结构离散单元的总数 NM 结构中单元不同的特征数类的总数NR 结构受约束节点的总数 NCF 结构受外荷载作用的节点总数 ND 一个单元的节点总数 几何数据X(NP) 节点X坐标数组 Y(NP) 节点Y坐标数组 Z(NP) 节点Z坐标数组 ME(ND,NE) 单元节点信息存储矩阵 ME(1,NE)存储杆件始端节点号 ME(2,NE)储存杆件末端节点号RR(2,NR) 结构约束信息矩阵 RR(1,NR)存放受有约束的节点号 RR(2,NR)存放节点位移约束情况 单元特征数据AE(2,IN) 单元特征数类数组 AE(1,IN)单元的弹性模量 AE(2,IN)单元的横截面面积NAE(NE) 单元特征类信息存储数组 荷载数据PF(4,NCF) 外荷载信息数组 PF(1,NCF)存放外荷载作用的节点号 PF(2,NCF)存放X方向的外荷载 PF(3,NCF)存放Y方向的外荷载 PF(4,NCF)存放Z方向的外荷载 输出数据 位移DIST(NPF) 节点位移数组 DIST(NF*I-2)存放I节点X方向的位移DIST(NF*I-1)存放I节点Y方向的位移DIST(NF*I) 存放I节点Z方向的位移 力SG(NE) 单元内力数组 SM(NE) 单元截面应力数组 FL(NF*NR) 支座反力数组 FL(NF*I-2)存放受约束的I节点X方向的反力 FL(NF*I-1)存放受约束的I节点Y方向的反力 FL(NF*I)存放受约束的I节点Z方向的反力
中间变量 NPF=NF*NP 二维总刚度矩阵的最大行数 NDF=ND*NF 一个单元的自由度总数（2*3=6） IN 单元特征类总数 AKE(2,2) 单元在局部坐标系中的刚度局矩阵 BL 杆件单元长度 T(2,6) 坐标转换矩阵 TAK(6,6) 单元在总体坐标系中的刚度矩阵 IT(NF,NP) 节点联系数组 LMT(NDF,NE) 单元联系数组 MAXA(NPF) 结构二维总刚度矩阵主对角元地址数组 NWK 结构一维总刚度矩阵的总容量 CKK(NWK) 结构一维总刚度矩阵 NN 结构矩阵方程的方程总数（去掉约束） NNM NNM=NN+1 V(NN) 已知节点荷载列阵数组，回代完成后为存放结构位移 PP(NPF) 所有节点荷载列阵数组 2、空间桁架结构有限元分析程序源代码 !主程序（读入文件，调用总计算程序，输出结果） CHARACTER IDFUT*20,OUTFUT*20 WRITE(*,*) 'Input Data File name:' READ (*,*)IDFUT OPEN (11,FILE=IDFUT,STATUS='OLD') WRITE(*,*) 'Output File name:' READ (*,*)OUTFUT OPEN(12,FILE=OUTFUT,STATUS='UNKNOWN') WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'* Program for Analysis of Space Trusses *' WRITE(12,*)'* School of Civil Engineering CSU *' WRITE(12,*)'* 2012.6.25 Designed By MuZhaoxiang *' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)' ' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'*************The Input Data****************' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,100) READ(11,*)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND WRITE(12,110)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND 100 FORMAT(6X,'The General Information'/2X,'NF',5X,'NP',5X,'NE',5X,'NM',5X,'NR',& 5X,'NCF',5X,'ND') 110 FORMAT(2X,I2,6I7) NPF=NF*NP
空间桁架设计方法
空间桁架设计方法 摘要:本文将空间桁架设计方法引入到钢结构胶带机通廊的结 构设计工作中，较为真实的反映了钢结构通廊的空间工作状态，为今后进行钢结构胶带机通廊的结构设计起到了一定的指导作用。 关键词:胶带机通廊;钢结构;空间桁架;结构设计 abstract: in this paper, the space truss design method is introduced to the steel structure conveyor gallery structure design work, it is a true reflection of the steel structure gallery space working condition, for future steel conveyor gallery structure design can play a guiding role. key words: conveyor gallery; steel structure; space truss; structure design 中图分类号：tu323.4 文献标识码：a 文章编号 1.引言 胶带机由于具有运送散粒物料输送量大、可实现连续供料等优点，现在已经逐渐成为冶金行业运送各种散粒物料的主要设施。随着冶金企业规模的扩大，冶金厂区建（构）筑物日益密集，加之生产工艺日趋复杂，胶带机通廊正向着大跨、超高、重载的方向发展。而钢结构则以其轻质高强、跨度大（跨度60m左右的胶带机通廊在冶金行业的上料系统已经很常见【文献1】）、施工周期短等优点逐渐成为胶带机通廊设计的首选结构形式。
钢结构桁架设计计算书
renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m ×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l/20～l/8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm ×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝1 4.3N/mm 2 。 抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载 0.50 kN/m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN/m 2(3) 基本风压 w 0 0.45 kN/m 2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m 2(5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN/m 28. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。
双柱联合桩基承台空间桁架设计方法
[文章编号]100228528(2006)02259205 双柱联合桩基承台空间桁架设计方法 熊建辉1 ,张仲先 2 (1.武汉科技大学设计研究院,武汉430070;2.华中科技大学土木工程与力学学院,武汉430074) [摘 要]双柱联合桩基承台多属厚承台,本文以双柱六桩承台为例,采用ANSY S 三维非线性有限元分析方法,验证了双 柱联合桩基承台的传力机理也符合空间桁架模型,在此基础之上,借鉴单柱桩基承台的研究成果,提出了双柱联合桩基承台空间桁架设计方法建议。 [关键词]厚承台;双柱联合桩基承台;传力机理;空间桁架模型 [中图分类号]T U470+ .3 [文献标识码]A Design Method of S patial Truss for Double 2C olumn C ombined Pile Cap XIONG Jian 2hui (Wuhan Univer sity o f Science and Technology Design Institute ,Wuhan 430070,China )ZH ANG Zhong 2xian (School o f Civil Eng .&Mechanics ,HUST ,Wuhan 430074,China ) [Abstract ]The double 2column combined pile cap usually belongs to the thick pile cap.T aking a double 2column six 2pile cap as an exam ple and adopting ANSY S three 2dimensional nonlinear finite element analysis method ,the paper has verified the conclusion that the force 2transmission mechanism of double 2column six 2pile cap is als o cons onant with spatial truss m odel.Based on the conclusion and the study results of single column pile cap ,the propositions of design method have been presented for the spatial truss m odel of double 2column combined pile cap. [K ey w ords ]thick pile cap ;double 2column combined pile cap ;force 2transmission mechanism ;spatial truss m odel [收稿日期]2005212209 [作者简介]熊建辉(19712),男,工学硕士,工程师, 国家一级注册结构工程师 [联系方式]leeredstar9999@https://www.sodocs.net/doc/e814011093.html, 1 问题的提出 大量的试验研究表明 [1,2] ,当承台厚度较小时, 其破坏带有较明显的弯曲破坏特征,薄承台的破坏形态以弯曲破坏为主;当承台厚度较大时,其破坏带有明显的冲切破坏特征,厚承台的破坏形态主要是冲切破坏,是典型的脆性破坏;因此,建立在梁板设计理论基础之上的桩基承台现行规范设计方法用于以弯曲破坏为其主要特征的一般承台具有一定的合理性,但用于厚承台不尽合理。 通常将柱子周边(若为方柱,则按周长相等原则折算成圆柱)至桩中心的水平距离w 与承台有效厚度h 0的比值,即距厚比λ(λ=w Πh 0)的大小作为判别承台破坏形态的界限(即厚承台与一般承台的界限)的依据,其具体界定尚未统一,根据文献[3]经过大量计算分析,认为λ>2时,承台属弯曲破坏,λ≤2时,承台为冲切破坏,即为厚承台;双柱联合桩基 承台的距厚比一般均小于2,即多属厚承台。 近十年来,国内外针对单柱桩基厚承台空间桁 架模型理论进行研究,取得一些研究成果。单柱桩基厚承台传力机理符合空间桁架模型,即以柱头至桩顶区域的混凝土为斜压杆,以桩顶条带钢筋为拉杆所构成的空间桁架。对于双柱联合桩基承台,首先要弄清其传力机理是否也符合空间桁架模型?只有先明确了这一点,才能将单柱桩基厚承台的研究成果应用到双柱联合桩基承台上去。无论是单柱或双柱桩基承台,都是点荷载作用下的桩基承台,按推理,双柱联合桩基承台的传力机理也应符合空间桁架模型。 本文采用有限元分析方法予以验证,在此基础之上,提出双柱联合桩基承台空间桁架设计方法的建议。 2 有限元分析 双柱矩形六桩承台是双柱联合桩基承台受力较为典型的一种情况,本文采用ANSY S 有限元分析软件对图1所示的双柱六桩承台传力机理进行三维非 第22卷第2期 2006年4月 建 筑 科 学 BUI LDI NG SCIE NCE V ol 122,N o 12Apr.2006
空间桁架程序设计
第六章 空间桁架程序设计 第一节 概述 一、计算模型及计算方法 1． 计算模型及整体坐标系下单元刚度矩阵的形成 选取计算模型时，应以杆简联结点和支座结点作为计算结点，各结点均为光滑的理想铰结点；以任意两结点间的杆简为计算单元，各单元支承受轴力；非结点荷载要转化为等效结点荷载，各单元抗拉压刚度相同。 由于结构为空间桁架，所以，结构各结点的位移分量为 [] T z y x ???=? 在局部坐标系下，单元的杆端位移列阵和杆端力列阵分别为 e j j j i i i e j i e w v u w v u ????????????????????????=?? ? ?????=δδδ e j j j i i i e j i e z y x z y x F F F ??????????? ?????????????=???? ????= （6-1） 式中j j j i i i w v u w v u 、、和、、分别为结点i 、j 沿局部坐标系z y x 、、方向的线位移，见图6-1。杆端力应与杆端位移一一对应，图中没再绘出。 当单元的杆端位移分量为任意值时，可写出空间桁架单元刚度方程。以矩阵表示为 e j j j i i i e e j j j i i i w v u w v u l EA Z Y X Z Y X ???????? ??? ? ??????????????????????? ? ????????????--=??????????? ?????????????00 000000001001000000000000001001 （6-2）
简写成 e e e k F δ= （6-3） 式中 e e l EA k ???????? ??? ???????????? ?--= 00 0000000001001000000000000001001 （6-4） 称为单元○ e 在局部坐标系下的刚度矩阵。 在空间桁架中，各杆方向不尽相同。每根杆件采用各自的局部坐标系，这对于单元分析十分方便。而在结构整体分析中，所有的杆件都应该采用统一的坐标系，即整体坐标系。因此在进行整体分析前，应将局部坐标系下的单元刚度矩阵转换为整体坐标系下的单元刚度矩阵。 在整体坐标系中，单元杆件位移列阵和杆端力列阵分别为 e j j j i i i e j i e w v u w v u ????????????????????????=?? ? ?????=δδδ e j j j i i i e j i e Z Y X Z Y X F F F ??????????? ? ????????????=???? ????= 由坐标转换可知两种坐标系的位移分量存在如下关系： ?????? ????? ???????????????????????????????????? ?=????????????????????????j j j i i i z z y z x z z y y y x y z x y x x x z z y z x z z y y y x y z x y x x x j j j i i i w v u w v u l l l l l l l l l l l l l l l l l l w v u w v u 0 0000000000000000 在两种坐标系中，杆端力的转换关系为 e e e F T F = （6-11） 将式（6-9）与式（6-11）带入局部坐标系下单元刚度方程（6-3）并化简，可得 e e e eT e T k T F δ=