工程概况:梯板、箱梁材质均为钢板,踏步高15cm,楼梯高度4.5m,两跑梯段折角180度,箱梁截面为0.2m*0.6m。荷载通过超单元加面载,恒载1.0,活载3.5。超单元有限元细分网格剖分长度设置为0.1m。
1.钢结构梁式楼梯用超元模拟,为了操作方便将不同部位的构件设置不同的图层。如下图

由于此类空间结构的构件相对关系比较复杂,此模型的建模关键在于箱梁各点的准确定位,在建模过程中上下点坐标不对齐造成的误差可直接使用节点对齐命令,快速的予以修正从而保证箱梁内、外侧面处于竖直状态。如果软件没有很强的建模能力很难实现,而STRAT软件作为一个真三维软件,类似AUTOCAD操作模式,直接针对构件操作,从而实现该工程的快速建模。
超单元模拟梯板、钢箱梁,对于踏板与箱梁内侧壁相接部位不需通过拆分设置边界,STRAT可以自动协调剖分形成相接线。这是其他同类软件所不具备的功能,而STRAT可以轻松处理类似边界协调的问题。如下图:

同时做了一个梁模型,对比分析两种模型的用钢量。同样荷载情况下:

计算结果显示,以梁模型计算的结果,用钢量为:6.07吨。而超单元有限元细分计算的用钢量为:5.39吨。
综合分析结果可以看出,以梁单元模拟计算比较粗糙,分析不够精细。而采用超单元模拟,以有限元细分的计算达到了较高的精度,可以节省用钢量提高经济效益。
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