弹塑性分析中的不平衡力.PDFVIP

SNAP QA 弹塑性分析中的不平衡力 在弹塑性分析中、随着杆件刚度发生变化在节点处将产生不平衡力。 以下以图 1 的门式框架为例，计算「不平衡力」的处理过程。记梁的弯曲刚度为EI 、柱的弯曲 b 刚度为EI 。杆端弹簧模型均使用双线性、弯曲屈服承载力分别为25kN ・m、6kN ・m。 ｃ EIb EIb ≫EI ｃ 柱杆端弹簧： 双线性 3m EIc EIc 弯曲屈服承载力25kN ・m 梁杆端弹簧： 双线性 弯曲屈服承载力6kN・m 3m 图1 计算模型 当在水平方向作用20kN 水平外力时，其计算方法如下。 首先、根据静力分析结果得图2 的弯矩图分布。为描述简单，假设柱单元的反弯点位于层高 ２/３位置。因此，可得柱脚弯矩20kN ・ｍ、柱头和梁杆端弯矩10kN ・ｍ。 梁端 ：10kN ・ｍ 柱头 ：10kN ・ｍ 柱头 ：10kN ・ｍ 外力 ：20kN 梁端 ：10kN ・ｍ 柱脚 ：20kN ・ｍ 柱脚 ：20kN ・ｍ 图２ 弹性静力分析的弯矩图 1/5 SNAP QA 如图 3 所示，将静力分析结果和各杆件杆端弹簧的恢复力模型进行比较后可知：柱处于弹性 范围内，但梁已超过屈服承载力。因此，将梁的弯矩10kN・m 调整为6kN ・m。 M M Fy=25kN ・m 10kN ・m Fy=6kN ・m θ θ 柱端弹簧的恢复力模型 梁端弹簧的恢复力模型 性 图３ 杆端屈服判别 修改梁端弯矩后，如图 4 所示在节点处出现 4kN ・m 不平衡弯矩。这时由塑性变形所产生的 「不平衡力」。 梁端 ：6kN ・ｍ 柱头 ：10kN ・ｍ 不平衡力 ：4kN ・ｍ 不平衡力 ：4kN ・ｍ 梁端 ：6kN ・ｍ