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导荷至框架的均布面荷载
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2019/04/04 11:25:48

问题描述:

       在对不规则多边形(边数 ≥ 5)施加『导荷至框架的均布面荷载』时,用户需要注意哪些问题呢?

解答:

       对于边数 N≥5 的不规则多边形面,如果与其共面的框架对象不能将其分割成三角形或四边形,SAP2000 将提示“无法施加『导荷至框架的均布面荷载』,是否将其转换为常规的均布面荷载?”,如下所示。此时,用户既可点击【确定】按钮,转换为常规的均布面荷载;也可点击【取消】按钮,适当修改模型后实现“面荷载导荷至框架”。

       根据以上右图所示的 SAP2000 提示信息可知,用户只需适当添加框架对象,保证当前的五边形面能被分割为三角形或四边形。如以下左图所示,沿五边形的两个顶点绘制 (框架截面为 None),即可将均布面荷载导致至框架。由于当前并未对五边形面沿该虚梁进行几何分割,故 SAP2000 自动生成如以下右图所示的分析模型。

       如前文所述,当多边形可分割为三角形或四边形时,均布面荷载的导荷方式可分为以下三种情况:

       第一,如果三角形或四边形的边上存在框架对象,均布面荷载将导荷为作用于框架对象上的线荷载,具体形式可为均布线荷载、梯形线荷载或三角形荷载。

       第二,如果三角形或四边形的边上 框架对象,上述线荷载将以静力等效的原则转换为节点荷载,施加在三角形或四边形的角节点上。

       第三,如果三角形或四边形的边上存在虚梁,由于虚梁无刚度无质量且不参与有限元计算,故导荷至虚梁的线荷载丢失!如下所示,分析模型中的点荷载和线荷载之和小于总的均布面荷载,即:180*2+90*2+20*6=66010*(18+72)=900对比上述荷载差值与导荷至虚梁的线荷载,即:56.67*6*1.414/2=240=900-660,可见二者完全相等。

       为了避免导荷至虚梁上的线荷载丢失,用户可沿虚梁将五边形分割为三角形和四边形后删除虚梁。如此一来,SAP2000 将不再以线荷载的方式导荷至虚梁,而是以节点荷载的方式导荷至节点。如下所示,分析模型中的点荷载和线荷载之和等于总的均布面荷载,即:180*2+210*2+20*6=900

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