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连梁与墙肢的连接:ETABS vs SAP2000
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2017/09/22 14:46:13

问题描述:

        对于下图所示的“连梁 & 墙肢”计算模型,在几何模型、材料属性、质量源以及工况定义等方面完全相同的情况下,为何 ETABS SAP2000 计算的基本周期会存在高达 19% 的差异呢?

解答:

        由于壳单元同时具备膜的面内刚度和板的面外刚度,其节点也同时具有平动自由度和转动自由度,故壳单元与框架单元可以通过节点直接相连。但是,两者交点处绕壳平面法向的转动刚度并不可靠,这是因为该刚度会随着壳单元尺寸的减小而相应减小。

        为了避免上述问题,ETABS 会自动将连梁(框架单元)在墙梁交点处向内延伸至壳单元(墙肢)的相邻节点处(也称为“埋设梁”),同时释放连梁延伸端的轴力、弯矩和扭矩而仅保留剪力。该方法可以有效避免壳单元尺寸对法向转动刚度的影响,但 SAP2000 尚未自动实现,这也是 ETABS SAP2000 计算的基本周期存在显著差异的根本原因。

        综上,我们可以在 SAP2000 中手动添加埋设梁并指定延伸端的端部释放,如下图所示。需要注意的是,由于 ETABS 自动添加的埋设梁只有刚度而没有质量,故在 SAP2000 中我们应利用构件的属性修正将埋设梁的质量修正系数和重量修正系数均设置为零。完成以上操作后,SAP2000 计算的基本周期为 0.0159s,与 ETABS 的计算结果几乎毫无差异。

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