【功能概述】
约束条件-固支、铰支与滑动支座介绍
【功能详解】
STAAD 中可定义平行于整体坐标轴或倾斜于整体坐标轴的支座。本节我们主要介绍平行于整体坐标轴的固结支座和铰接支座。
对于Surface-面单元,若其面上的节点是沿着直线分布,且均具有相同的支座约束形式,如墙根处节点,此时可以对这些节点设置平行于整体坐标轴的支座。
可以从Specification>Supports>Fixed or Pinned or Custom,选择一种支座形式进行布置。
也可以通过Supports工作流程>右下角的Supports-Whole Structure窗口进行支座的添加。
点击Greate按钮,选择需要的支座类型,设置节点的约束情况,点击Add,然后布置给对应的节点即可。
这里我们主要讲解:Pinned、Fixed和Fixed But三种支座类型:
需要注意的是:STAAD.Pro中支座设置均是以整体坐标系为基准系统的。
PINNED〖铰接〗支座:限制节点三个平动自由度,允许节点三个方向转动,即MX=0、MY=0以及MZ=0。
FIXED〖固定〗支座:同时限制节点的平动和转动自由度。
FIXED BUT〖部分释放约束〗支座:用户可根据模型支撑情况,选择需要释放的自由度方向(包含三个平动和三个转动自由度),也可以在某自由度方向添加采用弹性常数表示的弹簧支撑。
注意:若选择了释放某自由度方向,则无法在已经约束释放的方向再添加弹性常数。平动弹性常数是指单位位移所需的力,转动弹性常数是指单位转角所需的弯矩,且每个支座不可释放多于5 个自由度。
下图中显示的释放MX、MY和MZ这种支座形式,等同于PINNED;若在Release中不选择释放的自由度方向,直接点Add,相当于FIXED支座(这种情况下,软件将直接选择Fixed支座Add到支座列表中)。
注意事项:
a) 当任何方向上如果一个是铰接支座,另一个是固接支座,则该支座被当作固接支座。
b) 当任何方向上如果一个是完全释放支座,另一个是有弹簧约束支座,则该支座被当作有弹簧约束支座。
c) 当任何方向上如果一个是固接支座或铰接支座,另一个是有弹簧约束支座,则该支座被当作固接支座或铰接支座。
d) 当任何方向上如果输入了2个或2个以上的弹簧支座,就需要添加对应的弹簧常数。
例题:
SUPPORTS
1 TO 4 7 PINNED
5 6 FIXED BUT FX MZ
8 9 FIXED BUT MZ KFX 50.0 KFY 75.0
18 21 FIXED
27 FIXED BUT KFY 125.0
例子中:
节点1-4及7 为铰接固定支座,节点的弯矩均释放,即节点的弯矩均为0;
节点5、6是采用部分释放固定支座,除FX(沿X轴的平动)和MZ(绕Z轴的转动)外,其他方向均为固定,即FX=0,MZ=0;
节点8、9是部分释放的固定支座,除MZ释放外(MZ=0),其他方向均被约束,且在整体坐标系X和Y方向都有相应弹簧刚度为50 和75弹簧(KFX=50; KFY=75);
18 、21节点为固定支座,所有平动和转动都被约束;
27节点为部分弹簧释放的固定支座,其在FY方向具有一个弹簧刚度为125的弹簧(KFY=125);
在STAAD软件中,用户可以通过Pre-Analysis Command中的“Print Support Information”命令打印部分或全部支座节点的信息,打印结果中包含了支座单位系统、节点编号、节点约束情况(1表示约束,0表示释放),以及对应自由度方向的弹簧刚度值。