边梁扭矩的推算公式及数值模拟

摘 要：对荷载和跨度较大的工业构、建筑物来说，钢筋混凝土框架结构中的边梁扭转问题不容忽视。本文对框架边梁扭转问题进行研究，以某设备框架平台为例，用数值模拟论证推算公式。结果表明，二者误差在容许范围内，边梁自身扭转变形是主要影响因素。

关键词：边梁扭矩公式；影响因素；数值模拟

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.182

1 边梁扭矩的推算公式

由上式看出，γ的取值与α、λ1和λ3有关，而这些参数与边梁的抗扭刚度、板跨度比、梁板柱的抗弯刚度相关。

2 边梁扭转的数值模拟

以某设备框架平台为例，用ANSYS建立单元简化模型。施加20的均布荷载。柱的Mx最大值出现在长跨边的中柱。跨中梁的梁端x向负弯矩较大，大于跨中最大正弯矩。由此可知，负弯矩较大将对边梁的扭矩有一定影响。由前面的理论，它将会引起边梁节点的转动。图3.2扭矩T沿对角线反向对称分布，在边梁的中间节点处达到最大值74.9。

由公式（2-1～6），M0=76 kN·m； T0=121.5kN·m。φ1、φ2、φ3引起边梁刚性扭矩的降低值分别为：T1≈10.50kN·m；T2≈5.28kN·m；T3≈37kN·m。T=T0-T1-T2-T3≈68.66 kN·m。

3 结论

计算得到扭矩值与模拟值比较，误差8.3%。φ3即边梁自身的扭转变形引起的边梁扭矩降低值比例最大，约占总降低值的70%左右，φ2即每跨边梁两端截面传递过来的扭矩引起的边梁扭矩降低值比例最低。从案例验证来说，理论推导公式具有可行性，边梁自身的相对扭转变形成为影响边梁扭矩值的主要因素。

参考文献：

[1]R Szilard. 板的理论和分析—经典法和数值法[M].陈太平，戈鹤翔，周孝賢译. 北京：中国铁道出版社，1984.229-237.

[2]金宝桢，杨式德，朱宝华. 结构力学[M]. 北京：人民教育出版社，1979.281-291.

[3]程远兵.边支撑大跨现浇混凝土蜂窝式空心双向板的试验研究[D].南京：东南大学土木工程学院，2006.

作者简介：冯叶（1989-），女，主要从事：工业结构设计。