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薄壁构件在扭转荷载作用下截面产生翘曲变形,在强度、稳定和振动的计算中应考虑到截面翘曲变形的影响。单根构件翘曲变形的计算,理论上已经很成熟,但在梁柱节点处,翘曲变形如何影响相邻构件的弯扭变形是迄今为止没有得到很好解决的一个问题。在有限元分析中,组集整体刚度矩阵时需要将局部坐标系下的单元刚度矩阵转换到整体坐标系,翘曲自由度的转换存在困难,现在通用的方法是将梁和柱子的刚度矩阵中翘曲自由度对应的刚度矩阵元素直接相加,这种处理方法隐含的柱子的翘曲自由度和梁的翘曲自由度相等的假定,是有问题的。 空间框架汇交在梁柱节点有两个方向的梁,因此存在两个粱的翘曲自由度,加上柱子的翘曲自由度,一个节点存在3个翘曲自由度,再加上传统的节点位移和节点转动等六个自由度,空间框架中刚性连接节点的位移自由度应该为9个。但是3个翘曲自由度之间是否存在一定的关系?如果存在一定的关系,则可以利用这些关系消去部分翘曲自由度。本文对空间框架中常用加劲形式的梁柱节点进行了翘曲位移传递的分析。 对于翼缘延伸加劲的梁柱节点,本文通过分析得到了3个翘曲自由度之间的简单关系,这些关系能够用来消去梁的翘曲自由度,从而保证一个节点仍然是7个自由度。对于加斜向加劲肋的节点,本文提出了新的数学分析模型,新模型除了节点区内梁柱翼缘在自身平面内的弯曲变形和扭转变形外,还考虑了斜加劲肋在自身平面内的弯曲变形和扭转变形、节点区腹板对斜加劲肋扭转变形的约束,得到了节点区双力矩的计算公式,公式表明,在斜加劲节点的3个翘曲自由度中,一个节点必须保留2个翘曲自由度才能精确地模拟翘曲位移的传递。对加三块加劲肋的节点,也采用了和斜向加劲节点相同的相交板件分解的方法来进行分析,得到了求解节点处双力矩和翘曲自由度关系的方程组。 本文方法可以简单地通过修改传统的薄壁杆件单元刚度矩阵来实现,最后通过自编梁单元计算程序和ANSYS薄壁壳单元SHELL63进行的算例分析表明,本文提出的模型与板壳有限元方法的结果符合地非常好,而传统的梁柱翘曲位移连续的处理方法与板壳有限元方法的结果有较大的误差。新模型可以解决薄壁构件框架弯扭线性和非线性分析问题。