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M-φ元素的轴力变动
有无的比较(静态分析)

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在Ver.10版本新增的【轴力变动选项】中可以使用考虑了轴力变动的M-φ元素。本文中,将比较考虑轴力变动情况和不考虑轴力变动情况的差异。

在图1所示的单柱模型(高度7.5 m,横截面尺寸2mx2m)中可以看到,水平载荷和垂直载荷同时逐渐增加。


图1 模型概要

进行比较的模型为以下四种。

  1. 模型【Nmin】:最小轴力(0.0kN)固定的M-φ特性(图2)
  2. 模型【Nmax】:最大轴力(30000kN)固定的M-φ特性(图3)
  3. 模型【Fibre】:纤维元素模型(图4)
  4. 模型【N vary】:轴力范围为0kN~30000kN,考虑了5个M-φ特性(图5)

图2 模型【Nmin】的M-φ特性
图3 模型【Nmax】的M-φ特性
图4 模型【Fibre】的纤维元素截面
图5 模型【N vary】的M-φ特性

载荷-位移关系的结果将显示在图6中


图6 载荷-位移关系(横轴为曲率,纵轴为弯矩)

根据上述结果可以考虑下面的事项。

  1. 【Fibre】(黑线)与【N vary】(红线)在Nmin(紫线)与Nmax(绿线)之间做出响应。两者都考虑了轴力从最小向最大轴力增加的问题。
  2. 4种模型在原点附近重合。由此判断在轴力变动影响较小的区域,四种模型没有区别。
  3. 【Fibre】(黑线)与【N vary】(红线)的响应基本相同。由此可以判断纤维元素和M-φ元素都是可以考虑轴力变动的元素,结果几乎相同。

(Up&Coming '21 秋季刊)

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