什么是梁单元截面偏置，对计算结果影响几何？-峰设教育

什么是梁单元截面偏置，对计算结果影响几何？

什么是梁单元截面偏置，对计算结果影响几何？

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8个月前发布

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关于梁单元截面偏置，本公众号写过几篇文章，但只阐述了部分操作方法，有兴趣的同学可点击下面文章进行查阅：

1、梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

2、Workbench 框架建模中如何实现梁和板的截面偏置

3、APDL自定义截面对不齐解决办法

鉴于部分同学对梁单元截面偏置的概念还有一定疑惑，今日水哥便以一个小案例来为同学们解惑。

首先阐述截面偏置的基本概念：

所谓截面偏置，是指有限元分析过程中，结构中心与截面中心不重合的情况。这里的结构中心，大家可理解为单元端部节点的连线，截面中心可理解为单元首尾截面质心点的连线。不仅梁单元有截面偏置情况，壳单元同样有截面偏置情况。

为什么会有截面偏置呢？

出现截面偏置的原因有很多种，主要归类为两个原因：

1、设计原因，部分情况下，出于实际运用考虑，理论有限元模型与实际情况具有差异，例如常见的框架结构，我们在建模楼层梁和楼板时，当我们采用楼板标高作为建模标高时，如果默认节点和截面中心平齐，这时梁单元截面就会突出楼面，显然不符实际情况，因而需对梁单元进行截面偏置，使梁单元顶面和楼板顶面平齐，吻合实际。

2、施工原因，在产品误差容许度较大行业，设计和施工有很多情况下并不是特别吻合，在校核时，已不能按设计图纸进行，而应遵循实际客观情况，也即实际施工时可出现截面位置不符的情况。针对于土木而言，尤其是在加固行业，特别要注意截面偏置情况。

截面偏置对构件受力的影响：

由于我们加载荷载时，通常是基于节点，也即结构构件中心，当出现截面偏置时，荷载与截面中心就有一定的距离，此时荷载变为偏心荷载，带来的影响便是梁除了受原来荷载之外，还可能受一定的偏心弯矩或者偏心扭矩。

下面以一个悬臂梁来简要说明截面偏置的影响。

某悬臂梁，长度为3m，截面尺寸为200X400,混凝土材料为C30，端部受垂直集中力20KN，如下所示：

考虑如下三种工况：

工况一：无截面偏置

工况二：截面向短轴方向偏移200mm；

工况三：截面不考虑偏置，但考虑20KN*200mm的偏心扭矩。

各工况计算结果如如下所示：

工况一计算结果，位移最大值为5.712mm

工况二计算结果，最大位移值为5.846mm

工况三计算结果，最大位移值为5.864mm：

从计算可见，考虑截面偏心后，计算结果具有一定的差异，当荷载较大时，这个差异不能忽视！同时如果建模时不想考虑截面偏置，也可通过施加偏心荷载或者使用刚臂施加荷载。

上述是针对梁单元，壳单元同样适合！

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# apdl # 梁单元 # 截面偏置

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