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荷载和作用的取值

时间:2022-10-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:按我国的规范规定,设计空间格构结构时荷载取值采用设计基准期为50年。空间格构结构荷载取值应按国家标准《建筑结构荷载规范》的规定确定,并宜根据大跨度结构的特点作适当调整。对于具有复杂体形的空间格构结构在缺乏可靠的风振系数时,也应通过风洞试验,以确定风振系数或等效风压。

3.3.2 荷载和作用的取值

按我国的规范规定,设计空间格构结构时荷载取值采用设计基准期为50年。空间格构结构荷载取值应按国家标准《建筑结构荷载规范》的规定确定,并宜根据大跨度结构的特点作适当调整。

对于具有复杂体形、有大开口或悬挑的空间格构结构在缺乏可靠的体型系数时宜做风洞试验,以确定体型系数和风压分布,并应根据不同的风向考虑不同的荷载分量的作用。

结构的风致作用涉及流固耦合的问题,应该参考专著和文献。作为一种极其简化的方法,类似于拟静力分析,将风荷载乘以风振系数后作为静载。对于具有复杂体形的空间格构结构在缺乏可靠的风振系数时,也应通过风洞试验,以确定风振系数或等效风压。

空间格构结构雪荷载应按国家标准《建筑结构荷载规范》中的规定采用,同时根据不同结构形式考虑积雪的全跨均匀分布情况、不均匀分布情况和半跨均匀分布情况。有时应考虑两次积雪。

3.3.2.1 缺损引起的等效节点初内力

空间格构结构是杆件体系,每个杆件的制作和安装都存在不可避免的缺损,结构的缺损将会产生初应力,这些初应力对缺损敏感型结构将会较大削弱其承载力。但并非所有缺损均能量化。这里讨论因单元长度偏差及初弯折产生的初始等效内力和节点力。分析时将其作为外荷载。缺损量值可在设计中控制并给定,也可酌情参照规范中规定的允许偏差。在强度和屈曲分析中都应加以考虑。

通常可将缺损表示为初应变,考虑的初应变有:因杆件长度的随机偏差而产生的杆件初始应变ε;杆件存在初始曲率;杆件有初始折弯。

(1)等效节点力

因杆件的随机偏差而产生等效节点力,表3.3.1为表示因初应变的偏差所引起的固端力。

表3.3.1 初应变产生的固端力

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因杆件随机的初弯折而产生的等效节点力

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式中,θy、θz、ay、az分别为关于主惯性系内杆件随机初始弯折。

(2)单元内力

求解非线性方程后得节点的增量位移,然后根据几何条件及物理条件可求得单元内力的增量,将增量内力和初内力叠加后即得单元的内力。单元节点力的增量有两部分,一部分是线性分量,另一部分是非线性分量。其中,非线性分量:

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求得单元节点力之后,将节点力与梁元节间荷载产生的跨中内力叠加即得梁元内力。

3.3.2.2 温度变化的作用

在空间杆系结构的分析中不难考虑由于温度变化产生的影响。一种简单的处理方法就是将它们处理成一种荷载,然后将这种荷载与一般的外荷载叠加,继而就可以按通常的有限元法处理了。

一般所考虑的温度变化为等温差变化Δt;空间梁元xy平面内梁的左右缘温度差Δtxy;空间梁元xz平面内梁的上下缘温度差Δtxz

当将以上由于温度变化而造成的影响作为荷载后求出各单元节点的位移及节点力向量,而单元中任一截面的温度应力所产生的内力的计算也类似于求具有节间荷载时梁内各截面内力。表3.3.2给出由于温度变化和初应变所引起的固端力。

表3.3.2 温度变化产生的固端力

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