问题描述:
下图所示的单层工业厂房结构中,在每个立柱的牛腿处均存在三个节点:上柱柱底截面的形心,下柱柱顶截面的形心,吊车梁的搭接点。为保证计算模型的整体连接,现需要依次对每组(三个)节点分别指定 Body 约束。由于柱子的数量较多(共 16 根),上述方法的工作量较大。请问,能否选中所有牛腿处的节点(共 3 x 16 = 48 个节点)后一次性指定 Body 约束呢?
解答:
首先,以上提及的“试图减少工作量”的做法是错误的,强烈建议不要使用!依次指定 16 个 Body 约束与全部指定为一个 Body 约束,两种处理方法得到的计算模型完全不同。前者可以正确地识别各个牛腿处的刚体约束,但不同牛腿之间并无强制的刚性连接。后者却是将所有牛腿处的节点约束为一个刚体,各个牛腿之间也被强制地刚性连接,这并不符合结构真实的力学性能。
事实上,用户可以通过指定拼接(Weld)约束实现上述“减少工作量”的目的。拼接约束是 SAP2000 自动指定的一组 Body 约束,程序根据用户指定的容差值自动判断每个 Body 约束所包含的节点。借助该方法,用户只需在选中所有牛腿处的节点后,指定一个拼接约束即可(如下所示)。这样既可以减少工作量,也可以实现正确的连接关系。
需要注意的是,上述拼接容差值不能太小,否则将无法包含需要指定 Body 约束的节点,达不到预期目标。但是,该容差值又不能太大,否则将包含周边过多的节点,导致与“整体指定一个 Body 约束”相似的局部刚度问题。