減隔震設計：連接單元考慮剪切位置造成彎矩突變現(xiàn)象

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下圖描述的是一建筑頂層金屬剪切阻尼器與樓層梁相交節(jié)點出現(xiàn)左右兩側梁彎矩突變現(xiàn)象。

?計算簡圖

Y向地震單工況梁面內彎矩圖

初看定義阻尼器連接屬性的斜桿彎矩為0，該節(jié)點出現(xiàn)了明顯的“力矩不平衡”現(xiàn)象。這其實并不是軟件力學計算有誤，是因為軟件默認考慮了連接單元的剪切位置，默認剪切變形發(fā)生的位置在連接單元的中點，前處理中“連接單元考慮剪切位置”選項默認勾選。

軟件內部按下圖力學模型來處理，在連接單元的中點位置有兩個斷開的節(jié)點分別與兩個端點用剛性桿相連，在水平力作用下，兩個斷開節(jié)點之間發(fā)生剪切位移進而產生剪力，通過與端點相連的剛性桿來模擬其附加彎矩作用。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設計網(wǎng)www.45te.com設計學徒自學網(wǎng)www.sx1c.com

連接單元考慮剪切位置力學模型

連接單元Y向地震剪力

根據(jù)Y向地震連接單元的剪力，可以很容易計算出其對樓層梁產生的

附加彎矩=連接單元剪力*連接單元長度/2=240.3*3300/2=396.5KN*m與彎矩突變值199.1+197.2=396.3KN*m基本一致，完全滿足力的平衡條件。

當不勾選連接單元考慮剪切位置選項時，剪切發(fā)生在連接單元的兩個端點之間，由于力臂為0，連接單元端點的剪力無法產生附加彎矩，導致梁的彎矩不會產生突變，和正常的Y向地震彎矩分布一致。

不勾選連接單元考慮剪切位置的Y向地震彎矩圖

然而對于實際情況，剪切型阻尼器與上下橫梁或連接墻一般是剛接，隨著阻尼器高度的增加，產生的附加彎矩也是增加的，當阻尼器高度不可忽略時（如下圖的粘滯阻尼墻VFW），應考慮其附加彎矩對子結構的不利影響。由于剪切型阻尼器合力作用點的位置一般近似位于阻尼器的高度方向的中點，YJK默認考慮連接單元中心作為剪切位置的模型能較真實地反映實際剪切型阻尼器對結構的附加彎矩作用。