問題描述:
對于下圖所示的平面排架結(jié)構(gòu)(簡化模型),建模細節(jié)包括:
1,梁柱的鉸接以柱頂?shù)亩瞬酷尫牛?/span>T,M2,M3)來實現(xiàn),如圖 ① 所示。
2,排架柱的偏心(0.3m)以柱頂/柱底的插入點來實現(xiàn),如圖 ② 所示。
3,僅考慮作用于橫梁(跨度 6m)上的線荷載 10kN/m,不考慮結(jié)構(gòu)自重。
理論上講,橫梁傳遞給每根排架柱的豎向荷載為 30kN??紤]到 0.3m 的偏心距,柱頂彎矩應為 30 x 0.3 = 9.0kN·m。因此,即使僅考慮柱頂?shù)膹澗刂担?/span>SAP2000 給出的彎矩圖(如圖 ③ 所示)也存在明顯的錯誤。請問,如何解釋該結(jié)果呢?如何才能正確模擬排架柱的偏心呢?
解答:
由于用戶對排架柱的柱頂指定端部釋放(T,M2,M3),SAP2000 會自動釋放柱頂?shù)膹澗睾团ぞ兀ㄝS力偏心引起的附加力矩。也就是說,框架單元的端部釋放和插入點無法同時發(fā)揮作用,故以這種方式模擬排架柱的偏心并不妥當。其實,我們可以換一種思路:以梁的端部釋放模擬梁柱的鉸接,同時以柱的插入點模擬偏心。這樣就可以有效避免“同時指定柱頂?shù)亩瞬酷尫藕筒迦朦c”,具體操作如下:
1,對橫梁的兩端指定端部釋放,一端釋放 T,M2,M3,另一端釋放 M2,M3,如圖 ① 所示。
2,對排架柱指定插入點,該操作與題目中的操作完全相同,如圖 ② 所示。
基于以上建模思路考慮排架柱的偏心,從圖 ③ 所示的彎矩圖可以看出,柱頂彎矩 9kN·m(外側(cè)受拉)與理論上的解答完全一致。另外,沿高度方向線性變化的彎矩也對應排架柱的非零剪力(常數(shù))。
