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基于虚梁的线荷载转换
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2020/04/02 16:08:06

问题描述:

       如下所示,如何在 SAP2000 中快速准确地将任意分布的线荷载转换为点荷载呢?

解答:

       在介绍“线荷载 点荷载”的具体转换方法之前,我们应明确此处的“荷载转换”与《均布线荷载的等效节点荷载》中描述的等效节点荷载的差异。本文讨论的荷载转换立足于物理或工程意义上的荷载传递方式,如下图所示的檩托可将作用于檩条的线荷载转换为作用于主体结构的点荷载。等效节点荷载则是基于结构内力和变形的一致性将非节点荷载等效为结构分析中的节点荷载。因此,上述荷载转换无法保证转换前后的结构内力和结构变形完全一致,但却符合实际结构中的荷载传递路径。


       本文推荐采用虚梁(即:框架截面为 None 的框架对象)实现“线荷载 点荷载”转换。由于虚梁无质量、无刚度,不参与结构分析,故作用于其上的荷载必然以点荷载的方式传递至其它构件或结构。需要注意的是,用户应避免以几何分割方式在虚梁内部生成节点,以免造成荷载丢失甚至节点的刚体位移。

       利用虚梁转换荷载时,最直接有效的方法就是创建与“实梁”完全重合的虚梁。但是,在常规的 GUI(图形用户界面)操作中,用户无法在两个节点之间通过两次绘制操作生成两个框架对象,SAP2000 会自动忽略第二个绘制操作。因此,建议采用交互式数据库编辑复制既有的“实梁”后修改框架截面为 None,该方法不仅可以在两个节点之间创建两个完全重合的框架对象,而且更适合框架对象数量众多的批量化操作。

       上述方法得以实现的前提是以下左图所示的表格数据库导入选项。默认情况下,该选项允许在同一位置定义多个重复的几何对象。具体操作步骤如下:

       第一,选择拟施加线荷载的框架对象,利用交互式数据库编辑打开如以下右图(上)所示的数据表格并导入 Excel

       第二,在 Excel 中利用复制、填充等功能快速完成虚梁的定义。为了便于后续快速准确地选择虚梁,建议采用连续且易识别的对象标签,如:zzg 01zzg 02 … zzg 40 等。

       第三,将修改后的 Excel 表格返回 SAP2000 并应用于当前模型,利用对象标签选择虚梁并指定 None 截面,如以下右图(下)所示。

       完成上述操作后,用户即可利用框架截面 None 或对象标签选择虚梁并指定各种线荷载或跨间点荷载,SAP2000 在结构分析中将自动将非节点荷载转换为节点和并作用于其它构件或结构。




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