問題描述:
某單層開敞式混凝土框架結(jié)構(gòu)(圖1),計算完成后,通過【設(shè)計>混凝土框架設(shè)計>顯示設(shè)計信息】命令,查看框架梁1的詳細設(shè)計信息,發(fā)現(xiàn)在1.2DL+1.6LL組合下,梁跨中正彎矩值為395.775kN.m(圖2)。但是,查看該梁在同一組合下的內(nèi)力圖可知,跨中正彎矩僅為155.025kN.m(圖3)。設(shè)計采用的跨中正彎矩值與內(nèi)力的正彎矩值相差很大,這是什么原因?
圖1:某單層混凝土框架結(jié)構(gòu)模型
圖2:混凝土梁的設(shè)計細節(jié)
圖3:混凝土梁的內(nèi)力圖
解答:
該問題產(chǎn)生的原因是:設(shè)計首選項的樣式活荷載系數(shù)設(shè)置成了1.0(圖4)。
圖4:混凝土框架設(shè)計首選項
SAP2000中,樣式活荷載的作用:設(shè)計階段,活荷載作用下梁的跨中彎矩按兩端鉸接計算,其活荷載數(shù)值按乘以樣式活荷載系數(shù)后的值進行計算。以本案例為例,恒載作用下的內(nèi)力圖見圖5,活載作用下的內(nèi)力圖見圖6.
圖5:恒載內(nèi)力圖
圖6:活載內(nèi)力圖
以本案例為例:
恒載作用下的跨中彎矩:M_DL=29.813KN.m
活載作用下的跨中彎矩:M_LL=74.531KN.m
考慮兩端鉸接后的活載作用下的跨中彎矩:
M_LL2=74.531+0.5*(151.835+149.102)=225KN.m
考慮1.0的樣式活荷載系數(shù)后,1.2DL+1.6LL組合下的彎矩:
M=1.2*29.813+1.0*1.6*225=395.775KN.m,與設(shè)計細節(jié)相符。
若不想考慮樣式活荷載系數(shù),只需要在設(shè)計首選項中,將該數(shù)值填為0,再重新設(shè)計,即可得到正確的設(shè)計正彎矩(圖7)。
圖7:樣式活荷載系數(shù)為0時,混凝土梁的設(shè)計細節(jié)
關(guān)于樣式活荷載系數(shù)的更多知識,可參考CSI的這篇wiki:Pattern
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