钢结构构件边界条件的处理方法

    边界条件中有固定、弹性约束、斜边界和强迫位移等。在网架（壳）结构有限元计算中，边界条件将对网架结构内力及变形产生较大影响。网架支承处的边界条件既和支座节点构造有关，也和支承结构的刚度有关，支座可以是无侧移、单向可侧移和双向可侧移的铰接支座，支承结构(柱、梁等)可以是刚性或弹性的。当支承结构刚度很大可忽略其变形时，边界条件完全取决于支座构造。反过来，采用不同的支座型式，合理的改变某些边界条件，可以调整结构的刚度减少杆件内力和支座反力的峰值，使内力分布更为均匀合理，达到节的钢材的目的。

1）无侧移铰接支座，支承节点在竖向，边界线切线和法向都无位移。

2）单向可侧移支座，竖向和边界切线方向位移为零，而边界法向为自由。

3）双向可侧移的铰接支座，只有竖向位移为零，两个水平方向都为自由。

4）在网架的四角处，至少一个角上的支座必须是无侧移的，相邻的两角可以是单向可侧移的，相对的角可以是双向可侧移的。这种做法既防止网架的刚体移动，又提供了不少于6根的约束链杆数。在工程实践中，如果温度应力不大，也可考虑四角都用无侧移铰支座。

5）当网架支承在独立柱上时，由于它的弯曲刚度不是很大，在采用无侧移铰支座时除竖向仍然看作无位移外，两个水平方向应看成弹性支承，支承的弹簧刚度由悬臂柱的挠度公式得出：cIcy/H3Kcy=3EcIcx/H3式中Ec——支承柱的材料弹性模量；Icy、Icx——分别为支承柱绕截面y、x轴的截面惯性矩；H——支承悬臂柱长度。