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sap2000如何定义截面切割及分析结果查看

(2016-01-05 11:08:56)
标签:

sap2000

分类: SAP2000结构设计应用

截面切割的主要目的:是为了获取某一特殊截面的内力,通常用于实体单元或壳单元。而对于框架单元,节点即代表某一横截面,因此使用截面切割的机会较少,但也可能在定义广义截面或统计若干构件共同承担合力时使用。

截面切割的基本原理:是对一组节点的单元节点力在某一局部坐标系中进行力和力矩的合成。力的合成只与坐标系的方向有关,与坐标系原点的位置无关。力矩的合成既与坐标系的方向有关,也与坐标系原点的位置有关。单元节点力为节点对单元的作用力,在进行单元分析推导单元刚度矩阵时使用。单元节点力异号后即为单元对节点的作用力,其与节点荷载共同作用实现节点平衡,用以获取整体刚度矩阵。这里需要注意,节点荷载为作用在节点上的外荷载,与单元节点力虽然有联系,但却是不同的概念,不要混淆。单元节点力的概念通常用在固体力学有限元分析的各种文献中,其等同于结构力学矩阵位移法中的单元杆端力。在SAP2000中右击框架单元,在弹出的隔离体图中,其中的等效荷载图中两端的力和力矩即为单元杆端力。

定义截面切割:为了获取截面内力,需要同时选择一组节点和单元。节点用于确定切割面位置,单元则用于确定隔离体,而得到的截面内力即为剩余部分对隔离体在切割面位置上的合力和合力矩。Coordinate System 的选择只影响合力作用点的坐标值或者四边形各个交点的坐标值,对局部轴没有影响(参考Global),除非在高级轴定义时使用不同的CS

使用该方法时需要注意,的定义最好在自动剖分完成之后进行,否则部分需要的点不能被包含在Group中。

这种方法定义的截面切割,物理意义清晰、作用对象明确,应作为优先使用的方法。等效节点荷载为作用在单元上的非节点荷载(如面荷载、体荷载、温度荷载等),根据平衡原理(等效静力法)或虚功原理(虚位移原理)进行等效后得到节点荷载。需要注意的是,分析得到节点位移后,单元刚度矩阵与节点位移向量相乘的结果为单元节点力,并不包括等效节点荷载。

 

   (1)以下图所示的框剪结构为例,目标是得到二层框架柱及剪力墙各自分担的水平剪力。

http://s5/mw690/001Idr3Agy6YksgGlrm24&690

(2)选择如下图所示的框架柱及对应节点、剪力墙及对应节点。并指定成组,名称分别为:2CKJ,2CJLQ.
http://s10/mw690/001Idr3Agy6YksgIMbva9&690

http://s3/mw690/001Idr3Agy6YksgLakW42&690

(3)组指定完成后,定义截面切割,名称11(对应组为2CKJ),名称22(对应组为2CJLQ),如下图所示。
http://s7/mw690/001Idr3Agy6YksgNXDM86&690

http://s7/mw690/001Idr3Agy6YksvbD9Q16&690

(4)运行分析后,选择显示列表,勾选其他输出项中的截面切割分析及设计输出项。

http://s4/mw690/001Idr3Agy6YksgT0zh53&690
(5)结果验证:框架部分水平剪力为131.307KN,剪力墙部分水平剪力4368.693KN,合计:4500KN,与输入的楼层水平剪力之和数值相等(2000+1500+1000=4500KN)。
http://s4/mw690/001Idr3Agy6YksgVHRp53&690

http://s4/mw690/001Idr3Agy6YksgXKIr23&690

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