幕墙组合截面
组合截面参数计算说明
实际工程中经常使用组合截面,而组合截面参数的计算成为组合截面定义的重点。组合截面的形式分为:叠合、组合。
1、叠合截面
参数说明:
E——为弹性模量
A——为截面面积
EI——抗弯刚度
EA——抗拉刚度
为截面1绕X轴的截面惯性矩,为截面2绕X轴的截面惯性矩 II1x2x
为截面1绕Y轴的截面惯性矩,为截面2绕Y轴的截面惯性矩 II2y1y
为截面1所承担的绕X轴的弯矩,为截面2所承担的绕X轴的弯矩 MM1x2x
为截面1所承担的绕Y轴的弯矩,为截面2所承担的绕Y轴的弯矩 MM1y2y
为截面1所承担的轴力,为截面2所承担的轴力 NN12
组合型材所受的绕X轴的弯矩,M组合型材所受的绕Y轴的弯矩 Myx
N组合型材所受的轴力
叠合截面之间不加任何连接,仅仅从构造上保证两者同时受力。发生弯曲变形时,在接触面间,两者会产生相互错动,亦即叠合式截面不符合“平截面假定”条件。在正常受力情况下,型材变形在弹性范围内,因此两者各自沿自身截面中和轴产生挠曲,且两截面未脱开,两者有着共同的边界约束条件,故两者挠度相等。截面之间的内力分配符合“强者多承担,弱者少承担”的原则,分别进行验算。
EIEI22x11xM,MM,M 2xx1xxEI,EIEI,EI11x22x11x22x
EIEI11y22yM,MM,M 1yy2yyEI,EIEI,EI11y22y11y22y
EAEA1122N,NN,N 12EA,EAEA,EA11221122
2、组合截面
参数说明:
E——为弹性模量
A——为截面面积
E1为两截面的弹性模量比 : ,,,E2
为截面1绕X轴的截面惯性矩,为截面2绕X轴的截面惯性矩 II1x2x
为截面1绕Y轴的截面惯性矩,为截面2绕Y轴的截面惯性矩 II2y1y
为两截面形心X方向上的距离,两截面形心Y方向上的距离 ddyx
为截面1到新的截面型心沿X轴的距离,为截面2到新的截面型心沿X轴的距离 xx12
为截面1到新的截面型心沿Y轴的距离,为截面2到新的截面型心沿Y轴的距离 yy21
为以其中一种截面为基准得到的转化组合面积 A组合
为组合截面绕X轴的截面惯性矩,为组合截面绕Y轴的截面惯性矩 IIyx
组合截面在型材接合面之间用物理或化学
将两者紧密相连(螺栓连接),受力变形时型材在接合面处的相互错动得到有效约束,从而二者协调变形。受弯时,承受荷载前在同一竖向截面内的各点,弯曲后截面虽然随之发生偏转,但仍然保持在同一平面内。可见,组合截面变形符合“平截面假定”条件。因此,两者已不是分别沿自身截面中和轴产生挠曲,而是沿统一的中和轴产生挠曲,应该按组合截面进行计算。考虑不同
截面的组合,其计算方法如下。
以截面2为计算基准时,该组合截面的有效面积为:
E1A,A,A,,A,A 1212组合E2
截面1距几何形心的距离为:
AA22,xd,yd,, 1x1y,,,,AAAA1212
截面2距几何形心的距离为:
,,AA11,,xdyd,, 22xy,,,,AAAA1212
所以组合截面的各轴方向上的惯性矩为:
22 I,,(Ax,I),(Ax,I)x111x222x
22 I,,(Ay,I),(Ay,I)y111y222y
用此方法可将组合截面的材料也考虑进来,上述公式以截面2的材料为基准对组合截面进行相应的参数转化,同样以此类推亦可以截面1的材料为基准对组合截面进行相应的参数转化。若有三个以上的不同材料组合截面也可以设定一种基准材料,对其他材料的截面逐个进行参数转换。最后以基准材料最为计算的单元材料属性,以组合截面的截面参数填充单元截面属性,进行力学分析。