問題描述:
以框架單元模擬隧道襯砌,在二維平面分析中如何施加如下所示的沿深度線性變化的水壓力?
解答:
SAP2000 中的節(jié)點樣式多用于定義沿深度線性變化的水壓力或土壓力,但該功能僅限于殼單元的表面壓力荷載,無法應用于框架單元的分布荷載。針對上述需求,建議利用交互式數(shù)據(jù)庫編輯批量化修改框架單元的均布線荷載。具體思路如下:
第一,利用框架單元的高級局部軸和“反轉局部 1 軸”命令,統(tǒng)一全部框架單元的局部 +2 軸方向,如均指向隧道內(nèi)部。
第二,對全部框架單元指定沿局部 +2 軸方向的均布線荷載,任意數(shù)值均可,如 100kPa。
第三,選擇全部框架單元,點擊【顯示>表格】命令(快捷鍵:Ctrl+T)打開以下數(shù)據(jù)表格,復制“質(zhì)心 Z 坐標”數(shù)據(jù)列,用于后續(xù)計算均布的水壓力值。
第四,再次選擇全部框架單元,點擊【編輯>交互式數(shù)據(jù)庫編輯】命令(快捷鍵:Ctrl+E)打開以下數(shù)據(jù)表格并導出至 Excel。在 Excel 中粘貼前一步操作中復制的“質(zhì)心 Z 坐標”數(shù)據(jù)列,利用 Excel 函數(shù)功能快速地修改“FOverLA”和“FOverLB”數(shù)據(jù)列。
第五,Excel 數(shù)據(jù)修改完成后,返回 SAP2000 并應用至計算模型,修改前后的框架均布荷載如下所示。
以上方法具有一定的近似性,因為每個框架單元的兩個端節(jié)點的 Z 坐標都略有不同,二者對應的水壓力數(shù)值也稍有變化。由于曲線框架往往需要采用較小長度的直梁單元進行離散化,以上誤差完全可以控制在工程精度的允許范圍之內(nèi)。