問題描述:
采用風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)對各個樓層自定義風(fēng)荷載,頂層(56 層)數(shù)據(jù)如表 1 所示。然而,從表 2 的樓層內(nèi)力數(shù)據(jù)來看,頂層(56 層)扭矩 T 與自定義風(fēng)荷載的力矩 Mz 之和并不相等且相去甚遠(yuǎn)。那么,如何解釋 ETABS 輸出的樓層內(nèi)力呢?

解答:
對于用戶自定義的風(fēng)荷載,無論是集中力(Fx,Fy)還是集中力矩(Mz),均作用于各個隔板的形心位置處(即表 1 中的 X 坐標(biāo)和 Y 坐標(biāo)),如下圖所示。但是,ETABS 對樓層內(nèi)力的統(tǒng)計基于整體坐標(biāo)系 Global,如下圖左下角所示。

荷載作用點與合力統(tǒng)計點的不同對樓層剪力的統(tǒng)計并無影響,具體如下:
VX=ΣFx=-(189.65+105.36+189.64+105.36+220.44)=-810.45kN·m
VY=ΣFy=175.74+97.64+175.74+97.64+204.28=751.04kN·m
與樓層剪力不同的是,樓層扭矩包括各個隔板的集中力矩之和,以及各個隔板的集中力對 Global 原點的力矩之和,即:T=ΣMz+ΣFy·x-ΣFx·y。具體如下:
ΣMz=959.49+533.05+959.49+533.05+1115.3=4100.38kN·m
ΣFy·x=175.94*29.98+97.64*14.42+175.75*26.226+97.64*41.83+204.28*28.1905=21,134.906kN·m
-ΣFx·y=189.64*4.425+105.36*19.98+189.64*31.83+105.36*16.225+220.44*18.19=14,699.7606kN·m
T=ΣMz+ΣFy·x-ΣFx·y=4100.38+21134.906+14699.7606=39935.0466kN·m
可以看出,基于上述公式手算的樓層扭矩與程序輸出的結(jié)果(39928)完全相同。