幕墙横梁、立柱ANSYS计算方法
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发布时间：2022-04-27 10:55
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时间：2023-09-14 04:19
1：计算点标高：100m；
2：横梁跨度：B=1100mm；
3：横梁上分格高：1380mm；横梁下分格高：1380mm；
4：横梁计算间距(指横梁上下分格平均高度)：H=1380mm；
5：力学模型：三角荷载简支梁；
6：板块配置：石材；
7：横梁材质：Q235；
因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：
1.横梁型材选材计算：
(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：
qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；
wk：风荷载标准值(MPa)；
B：横梁跨度(mm)；
qwk=wkB
=0.001468×1100
=1.615N/mm
qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；
qw=1.4qwk
=1.4×1.615
=2.261N/mm
(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：
qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；
βE：动力放大系数,取5.0；
αmax：水平地震影响系数最大值，取0.16；
Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；
A：幕墙平面面积(mm2)；
qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]
=5.0×0.16×0.001
=0.0008MPa
qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；
B：横梁跨度(mm)；
qEk=qEAkB
=0.0008×1100
=0.88N/mm
qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；
qE=1.3qEk
=1.3×0.88
=1.144N/mm
(3)幕墙横梁受荷载集度组合：
用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]
q=qw+0.5qE
=2.261+0.5×1.144
=2.833N/mm
用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]
qk=qwk
=1.615N/mm
(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：
My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；
Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；
ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；
B：横梁跨度(mm)；
Mw=qwB2/12
ME=qEB2/12
采用Sw+0.5SE组合：
My=Mw+0.5ME
=qB2/12
=2.833×11002/12
=285660.833N·mm
(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：
Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；
H：横梁计算间距(mm)；
Gk=0.001×H
=0.001×1380
=1.38N/mm
G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；
G=1.2Gk
=1.2×1.38
=1.656N/mm
Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；
B：横梁跨度(mm)；
Mx=GB2/8
=1.656×11002/8
=250470N·mm
2.确定材料的截面参数：
(1)横梁抵抗矩预选：
Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；
Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；
Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；
My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；
γ：塑性发展系数：取1.05；
fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；
按下面公式计算：
Wnx=Mx/γfs
=250470/1.05/215
=1109.502mm3
Wny=My/γfs
=285660.833/1.05/215
=1265.386mm3
(2)横梁惯性矩预选：
df,lim：按规范要求，横梁的挠度限值(mm)；
B：横梁跨度(mm)；
B/250=1100/250=4.4mm
取：
df,lim=4.4mm
qk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；
E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；
Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)；
B：横梁跨度(mm)；
df,lim=qkB4/120EIymin……(受风荷载与地震作用的挠度计算)
Iymin=qkB4/120Edf,lim
=1.615×11004/120/206000/4.4
=21739.128mm4
Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)；
Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；
df,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下产生的挠度计算)
Ixmin=5GkB4/384Edf,lim
=5×1.38×11004/384/206000/4.4
=29024.765mm4
3.选用横梁型材的截面特性：
按照上面的预选结果选取型材：
选用型材号：40/60系列
型材抗弯强度设计值：215MPa
型材抗剪强度设计值：125MPa
型材弹性模量：E=206000MPa
绕X轴惯性矩：Ix=115810mm4
绕Y轴惯性矩：Iy=123650mm4
绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=4100mm3
绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=3662mm3
绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=5763mm3
绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=6639mm3
型材净截面面积：An=449.3mm2
型材线密度：γg=0.03527N/mm
横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=3mm
横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=5mm
横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=3mm
型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=2994mm3
型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=3546mm3
塑性发展系数：γ=1.05
可以试着自定义截面。这样可以导入真实截面。但是会占用较大内存。首先在cad里，把要的截面做成面，然后导出sat文件；然后新开ansys，点file 里面有个import导入sat文件；在beam截面定义处，有个custom section,里面有write from area，可以定义截面。然后再从里面read section 就可以使用这个截面了。
热心网友
时间：2023-09-14 04:20
首先在cad里，把你要的截面做成面，然后导出sat文件；
然后新开ansys，点file 里面有个import导入sat文件；
在beam截面定义处，有个custom section,里面有write from area，可以定义截面。
然后再从里面read section 就可以使用这个截面了。
我电脑现在没有ansys，只能通过记忆给你写成这样了，自己琢磨下吧
