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第四章 空腹钢桁架有限元静力分析 第四章 空腹钢桁架有限元静力分析 第第四四章章 空空腹腹钢钢桁桁架架有有限限元元静静力力分分析析 1.1问题描述 如下图1 所示的空腹钢桁架，梁截面形式采用箱型截面，尺寸400×400×16（单位： 11 mm），梁的跨度为L=15×2m=30m，采用Q235级钢，弹性模量为2.06×10 MPa，泊松比 3 3 为0.28，密度为7.8×10 kg/m 。该空腹钢桁架上弦梁受竖向均布荷载30kN/m，边界条件按 照两种情况施加相应约束：a. 在上下端部施加固定铰支座b. 仅在下弦杆端部施加固定铰支 座（均只约束其平动自由度，不约束转动自由度），约束施加情况分别如下图所示，本章我 们对此两钢桁架梁分别进行了静力分析、模态分析以及屈曲分析。 图1.1空腹钢桁架模型一 图1.2空腹钢桁架模型二 1 1.2 空腹钢桁架静力分析 1.2.1 采用BEAM44/189单元进行建模计算 图1.3空腹钢桁架一有限元模型 图1.4aBEAM44模型一剪力图 图1.4bBEAM44模型一弯矩图 2 图1.5aBEAM189模型一剪力图 图1.5bBEAM189模型一弯矩图 图1.6aBEAM44模型位移图 图1.6bBEAM189模型位移图 图1.7空腹钢桁架模型二有限元模型 3 图1.8aBEAM44模型二剪力图 图1.8bBEAM44模型二弯矩图 图1.9aBEAM189模型二剪力图 图1.9bBEAM189模型二弯矩图 图1.10aBEAM44模型位移图 图1.10bBEAM189模型位移图 从上图可以看出，对空腹钢桁架模型一/二有限元模型进行静力分析有以下结论： 1、采用BEAM44以及BEAM189单元均可以很好的模拟此类梁，利用此两种单元对该 梁进行有限元分析，得到的结果相同。 2、空腹钢桁架有限元模型一最大弯矩为674.87kN m，最大剪力为674.54kN，跨中位 4 移为37.97mm。 3、空腹钢桁架有限元模型二最大弯矩为417.64kN m，最大剪力为416.07kN，跨中位 移为43.50mm。 附：静力分析命令流如下（模型一）： !BEAM44单元建模 lesize,all,0.5 !单位N，m lmesh,all /prep7 lsel,u,,,all et,1,beam44 /solu !进行beam189分析et,1,beam189 nsel,s,loc,y,2 sectype,1,beam,hrec esln,s,1 secdata,0.4,0.4,0.016,0.016,0.016,0.016