中文--在薄壁框架节点处的扭转翘曲传递：运动学分析、建模和结构响应（节选）

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1、PDF外文：http:/ 4600 字     毕业设计 (论文 )文献翻译    学生姓名：学  号：  所在学院：            土木工程学院  专     业：            土木工程专业  文献题目 :Torsion warpingtransmission at thin-walled frame joints:Kinematics, modelling

2、 and structural response（ page39 to page 44）  中文译名： 在薄壁框架节点处的扭转 翘曲传递：运动学分析、 建模和结构响应 （第 39 页至第 44 页）         2011 年 12 月 29 日   在薄壁框架节点处的扭转 翘曲 传递 ：运动学分析、 建模和结构响应  C. Basaglia, D. Camotim *, N. Silvestre 【 摘要 】 本文叙述了简单运动学模型的使用， 来模拟 薄壁框架节点 处 在梁的有限元结构分析的情况下 扭转 翘曲 的约束和传

3、递 。 本文 在 回顾 薄壁杆件 的 扭转行为所涉及的 主要 概念后，强调运动学模型的发展，旨在模拟 连接两个或两个以上不对齐的平整 通道（ U型截面）或者 I型截面的 框架节点处的扭转 翘曲 传递 。最后，为了说明应用和展示上述运动学模型的功能，介绍和讨论了数据结果， 这些运动学模型使得利用能说明节点处 扭转 翘曲 行为的梁有限元模型成为可能。出于验证的目的， 将 梁有限元获得的结果和由严格的壳有限元分析产生的值进行 了 比较 。  【 关键词 】 薄壁型钢框架、框架节点、扭转 翘曲构件 、 节点扭转 翘曲 传递、梁有限元   1、 引言  由于薄壁型钢框架往往

4、是建立在有着低扭转刚度和高 翘曲 控制的敏感性的细长 开放截面 构件上， 所以 全面 分析 结构 的节点行为的形成 是 一个相当复杂的 工作 。一般情况下，只能通过使用壳或者固体有限元模型 来 严格 地执行，这是一种需要大量计算（包括数据输入和结果解释） 1,2的方法。然而， 在设计师明显支持使用 基于 梁有限元模型基础上、快速且易于使用的数值工具来分析框架（全面的）结构行为的情况下， 这样的方法对 于常规应用（例如工业建筑的设计）显然是不行 的 ，却往往忽视了在节点处的扭转 翘曲 约束和传递的影响 。  值得注意的 是， 只说明相同 （或圣维南）扭转的 梁有限元 构型简单得多 ，这

5、是因为它只要求考虑每个节点 6个自由度： 3个位移和 3个旋转 角 。 所有这些都可以在 一个连接着不同方向的杆件的框架节点处直接涉及到。然而，众所周知， 翘曲 扭转在开放截面的薄壁构件 3的结构响应 中起着关键作用，所以一份严谨的框架分析不可避免地要考虑到它 这通常是通过列入第 7个节点 自由度来完成。这是为了描述 由于扭转引起的 横截面翘曲（轴向 变形 ） ，即 基于 考虑 了“翘曲自由度”的 弗拉索夫 （ Vlasov)理论 4基础 上的梁有限元 。 然而，通过 弗拉索夫 的梁有限元，在框架全局结构分析中错误的主要来源是由于在节点处翘曲约束和传递的不充分建模 这些影响的相关性随着节点构型

6、和相连杆件的轴向和截面形状而变化。  关于在 仅连接两个非对齐构件的 框架节点处扭转角和扭转 翘曲位移 的传递，在过去的数十年里有许多调查报告。其中，值得一提的是 （ i)弗契瑞杰提夫（ Vacharajittiphan） 和 查哈尔（ Trahair） 5的报告，处理了在不对齐的 双向对称的 I型截面构件处的翘曲约束 /传递 。另外， (ii) 莫雷尔 （ Morrell）  6 和莫雷尔 7等 ，他们 研究了存在于 正交的平整通道（ U型截面）杆件上 截面端部扭转角度 之间的 关系 。 还有 (iii)沙曼（ Sharman） 8、 库瑞克 （ Krenk） 、 旦克尔

7、得（ Damkilde）  9和 汤（ Tong） 10等，他们调查了 在不同构型的节点处相连的 任意方向的 U型和 I型截面构件 端截面 之间的 翘曲传递。 有一点 仍然应该指出，在 I型截面构件框架的情况下， 参考 文献 9,10提出 了 翘曲 传递模型 ，这种模型考虑了储存在节点处的局部 应变能。 然而，这个构想只适用于一种非常明确的截面局部变形。这些研究人员采用了（壳和梁）有限元模型来 进行分析，并且 取得的成果明确地证明了 ， 处理 涉及 节点扭转的 角位移 和扭转翘曲位移的传递 机制 是不容易的 。   有关 平面和空间的 薄壁框架 全局行为的分析，由于它的 主

8、要困难之一 来源于需要处理 在 连接着两个或两个以上不对齐杆件的节点处 的 扭转翘曲传递 ， 笔者 最近开发了运动学模型来模拟在 屈曲分析中的 这个现象 。这个分析是通过基于 广义梁理论 (GBT)的梁有限元方法得出的。特别是， 某些 框架节点 (i)连接两个或两个以上不对齐的 U型截面 或者 I型截面构件（带翼缘或者腹板连续）并且显示构型，符  号  b       横截面翼缘宽度  h       截面腹板高度  u       翘曲位移  c       剪切中心   截面积  扭转角度   i拉格朗日乘数       平面翼缘中线的角度   约束条件  K框架刚度矩阵  d     位移向量  F     作用力向量