前一篇文章主要介紹了單元之間連接的主要原則，今天開始主要從具體方面講解連接方法。

       按照桿、梁、殼、實體的順序，先說說桿單元與各單元的連接方法。

       那么什么時候需要用到桿單元與各種單元的連接呢？水哥稍微列舉下實際工程中需要考慮此類連接的例子。

       案例一：工業(yè)廠房

       此類結(jié)構(gòu)一般橫向跨度較大，屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)形式，在具體模擬屋架時，此時各個桿件可看成鉸接，采用桿單元模擬。而下方框架柱則采用梁單元進行模擬，在相交部位則需要用到桿單元與梁單元的連接。

        案例二：門廳鋼結(jié)構(gòu)雨棚

        在具體模擬該結(jié)構(gòu)時，雨棚上方拉桿采用桿單元模擬，而下方的鋼梁采用梁單元模擬，混凝土框架柱可采用實體單元模擬。

        一直以來，桿單元一般用于模擬桁架結(jié)構(gòu)的時候比較多，其特點是桿件兩端不考慮承受彎矩作用，節(jié)點只有平動自由度，是所有單元中最為簡單的一種。

       桿單元分為2D桿單元和3D桿單元，2D桿單元節(jié)點只有Ux和Uy兩個平動自由度，而3D桿單元除了這兩個，還有Uz。其他單元，梁單元、殼單元、體單元都包含了這三個自由度，且具有相同的物理意義，按照前面一篇文章所介紹的連接總則，桿單元與其他單元連接時只需要共用節(jié)點即可，無需建立約束方程。

        下面是一個簡單的類似雨棚案例，注意本案例各構(gòu)件尺寸僅為演示操作需要所擬，未經(jīng)仔細推敲，各工程大佬可忽略。

      某屋外雨棚平面簡化模型如上，長度為4m，折算荷載為10 KN/m，雨棚梁采用工字型鋼I40，系桿截面面積為238.64mm^2，材料均為Q235，采用ANSYS模擬該結(jié)構(gòu)。

下面為建模過程

!=================

finish

/clear

/filname,gandanyuan

!==========

/prep7

!材料參數(shù)定義

!鋼材

mp,ex,1,2.1e5

mp,prxy,1,0.3

mp,dens,1,7850e-12

!===========

!單元定義

et,1,beam189

et,2,link8

!=============

!框架梁尺寸定義

sectype,1,beam,I

secdata,155,155,400,13,13,8

!===============

r,1,238.64

!===============

k,1

k,2,3000

k,3,4000

l,1,2

l,2,3

k,4,0,2000

l,2,4

!=============

lsel,s,,,1,2

latt,1,,1,,,4

lesize,all,200

lmesh,all

lsel,s,,,3

latt,1,,2

lesize,all,,,1

lmesh,all

!==============

ksel,s,loc,x,0

dk,all,all,0

!==============

allsel,all

save

/solu

allsel,all

acel,,9800

lsel,s,,,1,2

esll,s

sfbeam,all,1,pres,10

allsel,all

solve

有限元模型如下：     

結(jié)果圖：

1、結(jié)構(gòu)變形圖

2、結(jié)構(gòu)彎矩圖

 3、結(jié)構(gòu)剪力圖

 4、結(jié)構(gòu)軸力圖

祝好

ANSYS結(jié)構(gòu)院

2018.04.27