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材料温度 vs 温度荷载
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2016/12/20 21:54:08

问题描述:

        在 SAP2000 中,用户可以对各种对象(包括框架、面、体、索等)指定材料温度。如下所示,如果对框架对象指定材料温度为 0,是否意味着该框架的参考温度为零度呢?换句话讲,程序会基于该温度值计算温差并进一步计算温度荷载吗?

解答:

        首先,SAP2000 中所有的温度荷载均为温差 ΔT 单位长度上的温差 ΔT/L,前者对应均匀的温度荷载,后者对应温度梯度荷载。如下所示,同样以框架对象的温度荷载为例:对于黄色高亮部分,用户应输入温差 ΔT 而对于绿色高亮部分,用户应输入单位长度上的温差 ΔT/L。可以看到,SAP2000 中温度荷载的指定无需输入绝对的温度值 T,也就不需要通过参考温度(T0)来计算温差(即:ΔT = T - T0)。关于这一点,SAP2000 与其他的有限元软件可能略有不同,请读者稍加注意。

        那么,【问题描述】中提及的材料温度到底有什么意义呢?其实,材料温度只有在“材料属性具有温度相关性”的情况下才会起作用。在材料属性的定义中,如果用户勾选【材料属性与温度相关】的复选框(如左图所示),后续便可以定义多个温度值(如右图所示)及各个温度值对应的材料参数,如:弹性模量、泊松比、热膨胀系数等。因此,对于与温度无关的材料属性(即默认值),用户指定的材料温度对结构分析没有任何影响。

        当实际的材料温度(如 100)与材料属性中有限个离散的温度值(如 0200500)不一致时,程序将通过线性插值的方式确定分析过程中实际采用的材料参数值。以弹性模型 E 为例,如果材料温度 Tmatt 介于某两个离散温度值之间,程序将采用内插法确定材料参数值 Ematt,如左图所示;如果材料温度位于所有离散温度值的范围之外,程序将取与材料温度最近的离散温度值所对应的材料参数值(非外插法),如右图所示。

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