扭转常数、扭转刚度
-------------------------------------------------------
非圆截面杆的扭转可分为自由扭转(或纯扭转)和约束扭转。
圆形截面杆在扭转时可以保持为平面,非圆截面截面杆在扭转时都会发生翘曲。
圆截面扭转,和矩形截面在自由扭转是的应力和变形计算已在《材料力学》给出。
------------------------------------------------------------------
《Midas分析和设计原理手册》中给出了抗扭刚度的概念,只用于计算扭转变形,(貌似考虑了截面约束),但剪应力计算采用的是另外的公式Roark's的公式。
“抗扭刚度就是抵抗扭矩的刚度,可用式(1)表示。
Ixx =T/θ(1)
这里,
Ixx: 抗扭刚度(Torsional Resistance);
T : 扭矩(Torsional Moment Torque);
θ : 扭转角度(Angle of Twist)。
由上式所示,抗扭刚度就是抵抗扭矩的刚度。它不同于为了计算扭矩作用下的截面剪应力所使用的极惯性矩(Polar Moment ofInertia)。但是当截面形状是圆形或厚板圆筒时,其抗扭刚度与极惯性矩相一致。”
例如:正方形截面(SolidSquare)给出的抗扭刚度公式是 Ixx =2.25xa^4,其中a是正方形截面边长的一半;
-------------------------------------------------------------------
应用这个公式得到的结果跟SAP2000、ETABS的截面分析给出的抗扭常数是一样的结果。
Ps:其实这个Ixx应该是扭转惯性矩,抗扭刚度应该是是扭转惯性矩X剪切模量(midas手册里面把概念搞错了,少数算了剪切模量;另外他给出的圆形截面惯性矩也是错误的,应该是四次方的他写的是二次方)。
截面有效抗剪面积
-------------------------------------------
《Midas分析和设计原理手册》中给出的截面有效抗剪面积,
例如矩形截面(Solid Rectangular)给出的是Asy=5/6xBxH,Asz=5/6xBxH,其中B为截面宽度,H为截面高度。
应用这个公式得到的结果跟SAP2000、ETABS的截面分析给出的有效抗剪面积是一样的结果。
以上只举例说明了部分截面,详细资料请参考《Midas分析和设计原理手册》。
惯性矩概念应该不存在问题哈!
--------------------------------------
结论是,在P3d输入纤维截面时有个torsionalinertia(扭转惯性矩)跟SAP/ETABS里面的扭转常数一样是表示截面扭转惯性矩。