問題描述:
關(guān)于滑動鉸支座限位裝置的模擬要求:達(dá)到限制位置前為彈性支座(彈性剛度 10kN/mm),左右兩側(cè)達(dá)到限制位移(50mm)后為剛性支座(彈性剛度無窮大)。請問,如何在 SAP2000 中模擬這種支座?
解答:
對于達(dá)到限制位移前為理想滑動鉸支座的情況,可采用 Gap 單元或 Hook 單元模擬,詳見知識庫文檔《滑動鉸支座的位移限值》。但是,對于上述“達(dá)到限制位移前為彈性支座”的情況,建議采用多段線彈性連接單元 MLE 來模擬。
圖 1:多段線彈性連接屬性
圖 1 為多段線彈性連接屬性的定義,力-位移曲線采用的單位制為 kN,mm。當(dāng)位移為 50mm 以內(nèi)時,彈性支座的剛度為 500kN/50mm=10kN/mm;當(dāng)位移超過 50mm 時,剛性支座的剛度為(500000-500)kN/(50.1-50)mm,該數(shù)值接近無窮剛。
為驗證上述 MLE 連接屬性的有效性,在某單榀框架的右端設(shè)置 MLE 連接單元,在左端分別施加 500kN 和 2500kN 水平力,如圖 2 所示。經(jīng)過計算分析,可得到框架右端的位移(圖 3)和連接單元的內(nèi)力(圖 4)。
圖 2:在單榀框架右端設(shè)置 MLE 連接單元
圖 3:單榀框架的變形圖
圖 4:連接單元的內(nèi)力圖
從圖 3 和圖 4 可知,當(dāng)水平力為 500kN 時,MLE 連接單元的變形為 20.9mm,據(jù)此計算連接單元的剪力為 20.9 x 10 = 209kN,與圖 4 中連接單元的內(nèi)力一致。當(dāng)水平力為 2500kN 時,MLE 連接單元的變形為 50.0003mm,大于50mm;此時,連接單元剛度接近無窮剛,符合限位裝置的要求。