问题描述:
请问,如何理解如下图所示的【质量源数据】对话框中的各个选项?实际操作中应注意哪些问题呢?
解答:
各种类型的结构动力分析均需考虑结构质量或由此产生的惯性力,如:模态分析、反应谱分析、时程分析以及稳态分析等等。除此之外,部分静力分析中施加的加速度荷载也需要考虑结构质量,如:Pushover 分析、底部剪力法的抗震计算等等。质量源即用于定义结构质量的来源,也就是结构质量的统计方式。
SAP2000 中计算模型的质量来源包括三种,即:单元质量、附加质量以及荷载模式。单元质量即根据材料属性中的质量密度或连接属性中的总质量计算单元及结构的质量。附加质量包括点质量、线质量和面质量三种。
基于荷载模式的质量即根据荷载模式中指定的各种荷载计算竖直方向的荷载分量,再除以重力加速度g(9.81m/s^2)所转换的质量,如:填充墙或围护面等以线荷载或面荷载方式转换的质量。关于荷载转换为质量的基本原理,请参阅筑信达知识库文档《质量源:荷载 → 质量》
通常情况下,用户可根据《建筑抗震设计规范 GB 50011-2010》第 5.1.3 条中规定的重力荷载代表值定义质量源,即:结构自重与各可变荷载组合值之和。如果可变荷载的组合值系数取 0.5,质量源可定义为 1.0×DEAD+0.5×LIVE,如下所示。
需要注意的是,如果同时勾选【单元质量和附加质量】以及【荷载模式】两个选项,用户应避免材料密度和自重荷载对结构质量的重复计算。此时,建议将材料属性中的质量密度或荷载模式中的自重乘数(二选一)取为零。
基于某些特殊需要(如扣除质量),用户可以通过点质量或竖直向上的荷载分量定义负质量。但是,以上三种方式定义的节点集中质量之和必须为大于等于零,负质量没有任何物理意义。如果节点集中质量为负值,SAP2000 将强制修改为零并在日志文件(*.log)中输出警告信息。关于负质量的更多内容,请参阅筑信达知识库文档《负质量的来源》。