問題描述:
在SAP2000的各種荷載組合類型中,Range-Add(同號疊加)組合是如何實現(xiàn)的呢?它與線性疊加以及包絡(luò)組合又有何不同?能否以簡單算例加以詳細解釋?
解答:
Range-Add組合和包絡(luò)組合都是用于獲取不同荷載布置方式下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的包絡(luò)值。但是,前者考慮的荷載布置方式的數(shù)量要比后者多的多。具體來講,對于同樣包含N個荷載的兩種組合類型:包絡(luò)組合只考慮單個荷載依次施加,即只對N種荷載布置方式下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行包絡(luò);但Range-Add組合考慮1~N個荷載同時施加,即對
M種荷載布置方式下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行包絡(luò)。其中,M的計算公式如下:

現(xiàn)在我們以下圖所示的雙跨連續(xù)梁為例,對以上結(jié)論加以解釋。為了便于演示不同的荷載布置方式,我們將該雙跨連續(xù)梁平均分為8段,而均布線荷載則可施加在這8段中任意一段或多段內(nèi)。
此時,如果用戶需要考慮均布線荷載最不利的布置方式,可執(zhí)行以下操作步驟:
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定義8個荷載工況,依次在各個梁段內(nèi)施加均布線荷載。
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定義Range-Add類型的荷載組合并包含以上8個荷載工況。
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運行分析后查看該荷載組合(最不利布置方式)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
如果對上述8個荷載工況進行線性疊加組合,則等效于在雙跨連續(xù)梁的全長范圍內(nèi)施加均布線荷載,彎矩圖如下所示:
如果對上述8個荷載工況進行包絡(luò)組合,則程序只對該8個荷載工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行包絡(luò),彎矩圖如下所示:
如果對上述8個荷載工況進行Range-Add組合,則參與包絡(luò)的荷載組合(即荷載布置方式)包括:

因此,Range-Add組合將自動對所有可能的255個荷載組合下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行包絡(luò)。事實上,程序內(nèi)部在進行包絡(luò)計算時,只需要對各個荷載組合下的計算結(jié)果秉承“同號相加”(正值加至 Max,負值加至 Min)的原則即可。最終彎矩圖如下所示:
試想,如果不定義Range-Add組合,如何得到與之相同的結(jié)果呢?當(dāng)然,用戶可以采用以下操作步驟:
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手動定義全部255個荷載工況,每個工況只包含上述255個荷載組合中某一種荷載布置方式。
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定義包絡(luò)類型的荷載組合并包含以上所有255個荷載工況。
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運行分析后查看該荷載組合(最不利布置方式)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
顯然,該方法的工作量過大,可操作性不強!
Range-Add組合常用于考慮活荷載的最不利布置,尤其是當(dāng)活荷載起控制作用時,這點尤為重要!除以上連續(xù)梁外,Range-Add組合同樣適用于考慮樓面活荷載的最不利布置。具體操作時,用戶只需在樓板的各個開間內(nèi)分別布置活荷載并定義相應(yīng)的荷載工況,然后定義Range-Add類型的荷載組合并包含所有荷載工況即可。