問題描述:
在 SAP2000 和 ETABS 中分別模擬面對(duì)象內(nèi)部作用點(diǎn)荷載,均繪制特殊節(jié)點(diǎn),并在特殊節(jié)點(diǎn)上施加點(diǎn)荷載,兩個(gè)模型的面對(duì)象剖分尺寸相同,如圖 1 所示。

圖 1 面對(duì)象內(nèi)部作用點(diǎn)荷載
請(qǐng)問,SAP2000 和 ETABS 在處理特殊節(jié)點(diǎn)的荷載傳遞上有什么區(qū)別?如何操作才能保證荷載的有效傳遞和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性?
解答:
對(duì)圖 1 的兩個(gè)模型運(yùn)行分析,并對(duì)比基底反力和變形圖,結(jié)果表明:SAP2000 中的點(diǎn)荷載未傳遞至面對(duì)象,節(jié)點(diǎn)的位移無窮大,如圖 2 所示。ETABS 中的點(diǎn)荷載傳遞至面對(duì)象,但未在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生預(yù)期的應(yīng)力集中現(xiàn)象,荷載似乎被直接平均分配到所包含面單元的四個(gè)角點(diǎn),節(jié)點(diǎn)的位移為零,如圖 3 所示。
圖 2 SAP2000 分析結(jié)果

圖 3 ETABS 分析結(jié)果
軟件處理機(jī)制
SAP2000 中的特殊節(jié)點(diǎn)必須包含在分析網(wǎng)格中才能有效傳遞荷載。ETABS 為了避免數(shù)值問題,會(huì)自動(dòng)考慮節(jié)點(diǎn)荷載傳遞到其所包含的面單元中,荷載不會(huì)丟失;但為了保證后續(xù)分析和設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性,建議手動(dòng)設(shè)置特殊節(jié)點(diǎn)包含在分析網(wǎng)格中。
操作建議
為了保證 SAP2000 中的特殊節(jié)點(diǎn)包含的分析網(wǎng)格中,需要基于特殊節(jié)點(diǎn)對(duì)面對(duì)象進(jìn)行分割或者剖分,操作時(shí)同時(shí)選中面對(duì)象和特殊節(jié)點(diǎn),具體如下:
1)點(diǎn)擊【編輯>編輯面>分割面】命令,選擇“根據(jù)選擇的點(diǎn)進(jìn)行分割”,如下所示。之后可以繼續(xù)對(duì)分割的面對(duì)象進(jìn)一步剖分細(xì)化。

2)點(diǎn)擊【指定>面>自動(dòng)剖分選項(xiàng)】命令,選擇“根據(jù)剖分組中的點(diǎn)進(jìn)行切割剖分”,可以同時(shí)勾選“根據(jù)需要細(xì)化(加密)網(wǎng)格”并指定最大單元尺寸?;蛘?,選擇“根據(jù)剖分組中的線和點(diǎn)進(jìn)行通用剖分”并指定最大單元尺寸。
ETABS 默認(rèn)的樓板剖分不包含特殊節(jié)點(diǎn)。如有需要,用戶可在選擇特殊節(jié)點(diǎn)后,點(diǎn)擊【指定>節(jié)點(diǎn)>樓板剖分選項(xiàng)】命令,勾選“樓板網(wǎng)格包含當(dāng)前選擇的節(jié)點(diǎn)對(duì)象”,如圖 4 所示。
圖 4 指定樓板剖分包含特殊節(jié)點(diǎn)
綜上,盡管 SAP2000 和 ETABS 在特殊節(jié)點(diǎn)傳遞荷載的機(jī)制上有所不同,但為了確保分析和設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性,二者都需要用戶手動(dòng)設(shè)置特殊節(jié)點(diǎn)包含在分析網(wǎng)格中。其中,SAP2000 需要基于特殊節(jié)點(diǎn)分割或剖分面對(duì)象,ETABS 需要對(duì)節(jié)點(diǎn)指定樓板的剖分選項(xiàng)。