在 SkyCiv Structural 3D 中建模结构时, 成员和连接通过成员的节点和线得到简化. 为了简单和连续，节点之间的这些线总是穿过每个成员的质心. 事实上, 当不能通过其质心证明作用在成员上的负载时，就会出现这种情况, 这是一个偏心负载. 工程师在设计构件时需要考虑偏心载荷，因为增加了横截面旋转, 要么 扭转力, 能够, 并且很可能会, 影响截面的极限状态.
例如: 从上方在悬臂地板顶部的点载荷, 或连接到加劲肋的梁侧面的悬挂负载. 偏心负载的简单图形以及如何解释它们如图所示 1.
数字 1: I 形截面上的偏心载荷示例
资源: http://手册.midasuser.com
让我们来看看 SkyCiv Structural 3D 中的一个例子，并以两种不同的方式应用偏心点载荷. 第一, 假设我们有一个 W14x22 光束，它是 15 英尺长，在中跨处有偏心点载荷 10 ps, 表演 12 距质心英寸. 我们假设负载向下作用 (-Y方向) 到左边 (+Z方向) 成员的. 也, 我们将假设自重已关闭, 因为屋顶轮廓是山墙或双坡.
对单个成员建模时, 在模拟偏心负载时确保您的支撑是正确的. 分析不会在梁的两个支撑都设置为 3D 销的情况下运行，因为两个支撑都不会阻止横截面的旋转. 就我们而言, 距离原点更远的支撑只是一个允许在 X 和 Y 方向上旋转的 2D 销, 来自垂直和水平偏转. 让我们来看看 3D 建模空间中的示例成员:
现在, 让我们看看计算负载偏心率的两种方法. 参考图 1, 在我们的例子中:
\({P} = {10} 基普)
\({Ë} = 12 英寸 = 1 脚)
C3.1.2.1-6 1: 通过应用矩计算偏心率
如图 1, 我们可以通过在构件的质心处施加一个额外的力矩来解释负载的偏心率. 这个力矩是通过点载荷乘以力臂得到的, 要么 “Ë”. 我们仍然需要考虑点负载本身, 所以会有 (2) 在指定位置加载.
就我们而言:
\({中号} = {P}*{Ë}\)
\({中号} = 10 ps * 1 脚 = 10 kip-ft\)
如上所述, 这个力矩现在被施加在与偏心点载荷相同的位置. SkyCiv 将正力矩识别为围绕正在应用的轴逆时针旋转, 在我们的例子中，它围绕全局 X 轴. 见图 3 这些负载应用于 SkyCiv 3D:
数字 3: 通过施加附加力矩对偏心载荷建模
C3.1.2.1-6 2: 使用刚性链接
另一种方法是使用刚性连接. 刚性链接 被认为是虚构的成员，可以随其连接的任何东西旋转和平移. 它们不会在节点之间偏转并且完全僵硬. 刚性连接在 3D 建模空间中被标识为浅灰色，并且具有 “[R” 在他们旁边, 如图 4. 因为它们更多地用于连接元件和负载, 他们确实需要尺寸或部分 ID.
对于我们的例子, 节点 6 位于杆件的中跨. 节点 5 处于相同的 X 坐标, 但 1.0 +Z 方向的脚; 节点 5 是偏心载荷的实际位置.
在两个节点之间创建/绘制成员, 并将其指定为刚性链接. 您可以通过按 高级 在会员窗口切换, 然后去 类型 并将其更改为 刚性连杆. 一旦应用, 成员应该看起来如上所述. 一端表示偏心载荷的实际位置，另一端在垂直方向上连接到构件, 最终可以施加负载. 如图所示 4; 红色箭头指向刚性连接:
数字 4: 使用刚性连接来解决点负载的偏心
最终比较分析:
让我们运行线性静态分析并查看结果. 我们应该看到向下的力量 10 除了加载位置的扭转分量外，还有 kips. 两个都
数字 5: 偏载的两种加载条件
第一, 让我们看看反应和瞬间结果 (数字 6):
数字 6: 两种方法的反应和力矩结果
正如预期的那样，我们看到了我们对沿成员的相同大小负载和位置的期望, 但通过质心.
后来, 由于偏心, 我们可以观察到两个成员给出相同的结果并表明该成员是 还 经历扭转 (数字 7):
数字 7: 两种方法的扭转分析结果
结构工程师
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