仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖1

南京安世亞太公司


梁構件是非常常用的構件形式,梁和基礎的連接方式有固定支座,固定鉸支座,可動鉸支座等。不同支座形式對梁撓度的影響是怎么樣的?以及它們在不同分析類型中的表現是什么樣的?這是梁構件校核過程中值得思考的問題。



1 鉸接支座

  • 固定鉸支座:只有轉動自由度,不能移動。

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖2


  • 可動鉸支座:除了有轉動自由度,還可以移動。 


    仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖3


2 幾何線性分析


  • 兩端固定鉸支座,幾何線性分析:

    仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖4

    仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖5


  • 一端固定鉸支座,一端可動鉸支座,幾何線性分析:

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖6

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖7


以上兩個分析表明,可動鉸支座不影響撓度結果。即使梁的兩端都是可動鉸支座,撓度結果也是一樣的,如下:


仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖8


以上三個分析表明,在幾何線性分析條件下(針對小撓度彈性問題),可動鉸支座和固定鉸支座對撓度求解沒有區別,這個結論可以用于工程實踐。


3 幾何非線性分析


  • 兩端固定鉸支座,幾何非線性分析:

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖9

 

  • 一端固定鉸支座,一端可動鉸支座,幾何非線性分析:

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖10

 

  • 兩端可動鉸支座,幾何非線性分析:

仿真應用 | 固定鉸接和可動鉸接對梁撓度的影響的圖11


以上三個分析表明,在幾何非線性分析條件下(針對大撓度彈性問題),一端鉸支座和兩端鉸支座對撓度求解沒有區別,但兩端都是固定鉸支座,則撓度結果有明顯差異,這不是計算誤差,而是方法差別。


4 結論


  • 固定鉸支座和可動鉸支座雖然是不一樣的支座形式,但是在小撓度問題中,并不影響撓度的求解結果。

 

  • 對于大撓度問題,在幾何非線性分析中,固定鉸支座由于不能縱向移動,所以撓度求解結果會比可動鉸支座要小,當然,直覺上肯定也是這樣。

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