问题描述:
请问,如何在 SAP2000 中将上部结构的支座反力以节点荷载的形式导入下部结构(如基础、地下室等)?能否举例说明。
解答:
如需将上部结构的支座反力导出并以节点荷载的形式施加于下部结构的对应节点,建议采用“交互式数据库编辑 + Excel 二次处理”的方法来实现。也就是说,我们需要在完成上部结构的结构分析后,通过数据表格导出支座反力;然后,在 Excel 中将支座反力异号作为下部结构的节点荷载;最后,利用交互式数据库编辑批量化地修改下部结构的节点荷载。
当然,为了保证实际操作的高效性和准确性,SAP2000 和 Excel 中关于数据表格的排序需要一定的技巧。接下来,我们以下图所示的上部框架结构和下部板柱-剪力墙结构为例,详细介绍以上操作流程。
第一,利用数据表格(命令路径:【显示>表格】)分别显示上部结构的支座节点和下部结构的顶部节点的坐标值,如以下左图所示。注意,在打开数据表格前应先选择拟显示的节点,避免存在无意义的节点影响后续操作。
第二,采用相同的排序基准重新排列上述两个表格,如以上右图所示。该操作的目的是为了匹配两个模型中相同位置处的节点编号。毕竟,我们无法保证两个模型中对应位置的节点编号完全相同。
第三,分别复制以上两个数据表格中的第一列(节点编号)并粘贴至 Excel,如以下左图所示。同理,利用数据表格复制上部结构的支座反力并粘贴至 Excel,如以下右图所示。
注意,此时的支座反力无法直接作为下部结构的节点荷载,因为我们无法确定两个模型中相同位置处的节点对应关系。例如,上部结构 #6 节点对应下部结构 #36 节点,而非位于同一行的 #41 节点。为此,我们需要对 Excel 表格进行重新排序,详见步骤四。
第四,在 Excel 中选择以上左图中的两列数据并基于第一列进行升序排列。由于默认情况下右图中的数据以节点编号的升序排列,故无需对右图数据重新排序。如果右图数据并非以节点标编号升序排列,我们也可以采用相同的方法对其重新排序。完成该操作后,我们即可确定上部结构的支座反力与下部结构的节点荷载之间的匹配关系,如下图所示。
第五,在下部结构的模型中利用交互式数据库编辑即可批量化地修改节点荷载,如下所示。具体来讲,即:复制以上左图第二列数据作为节点标签,复制右图 F1~M3 六列异号后的数据作为节点荷载。注意,为了在下部结构中便于修改节点荷载,建议先对拟加载的全部节点指定任意的同一节点荷载,以便生成后续需要的数据表格。
最后需要强调的一点是,上述操作得以成功的前提是两个模型交界位置处的节点坐标相同,否则需要借助其它方法确定节点间的匹配关系。事实上,只要两个模型采用相同的整体坐标系和空间方位,上述条件很容易满足。