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样式活荷载系数与设计弯矩
创建者:郑翔,编辑者:郑翔,最近更新:2021/09/16 20:41:12

问题描述:   

       某单层开敞式混凝土框架结构(图1),计算完成后,通过【设计>混凝土框架设计>显示设计信息】命令,查看框架梁1的详细设计信息,发现在1.2DL+1.6LL组合下,梁跨中正弯矩值为395.775kN.m(2)。但是,查看该梁在同一组合下的内力图可知,跨中正弯矩仅为155.025kN.m(图3)。设计采用的跨中正弯矩值与内力的正弯矩值相差很大,这是什么原因?

1:某单层混凝土框架结构模型

2:混凝土梁的设计细节

3:混凝土梁的内力图

解答:

       该问题产生的原因是:设计首选项的样式活荷载系数设置成了1.0(图4)。

4:混凝土框架设计首选项

       SAP2000中,样式活荷载的作用:设计阶段,活荷载作用下梁的跨中弯矩按两端铰接计算,其活荷载数值按乘以样式活荷载系数后的值进行计算。以本案例为例,恒载作用下的内力图见图5,活载作用下的内力图见图6.

5:恒载内力图

6:活载内力图

       以本案例为例:

       恒载作用下的跨中弯矩:M_DL=29.813KN.m

       活载作用下的跨中弯矩:M_LL=74.531KN.m

       考虑两端铰接后的活载作用下的跨中弯矩:

M_LL2=74.531+0.5*(151.835+149.102)=225KN.m

       考虑1.0的样式活荷载系数后,1.2DL+1.6LL组合下的弯矩:

M=1.2*29.813+1.0*1.6*225=395.775KN.m与设计细节相符。

       若不想考虑样式活荷载系数,只需要在设计首选项中,将该数值填为0,再重新设计,即可得到正确的设计正弯矩(图7)。

7:样式活荷载系数为0时,混凝土梁的设计细节

       关于样式活荷载系数的更多知识,可参考CSI的这篇wiki:Pattern live-load factor - Technical Knowledge Base - Computers and Structures, Inc. - Technical Knowledge Base (csiamerica.com)



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