sap楼板导荷测试.docx
gravity(All).Uniforn(Shell).UxuEorntoErSeShell).SAP2000的面荷载的UnifOnntoFraIne方式的作用原理在SAP2000中,可以将面荷载指定为"UniformloFrame"方式,如下列图。这样可以将而上的荷载导到四周的框架单元上。但是,假如面的四周不全是框架单元，而是还有剪力墙（用壳单元模拟），那么其荷教是如何传导的呢?由于在CSl参考手册中没有找到答案，我确定自己试验一下。AssignAn*lyz«Di二RlQyDesignOptionsToolsKelpJointErS-Cable工CndonAreaSolid1.ixSupport.JGnt1.oadsFr<e1.Oad二Cable1.oad:CndonIrOaaSAria1.oadsSohd1.oads1.Ink/Sgpport1.oad;菜单指定荷载对话框Jor<ElemertMocrent0JointJointJointReactions(DEAD)单向板-矩形-节点反力构造总荷载为1*3*6=18KN构造总反力为4.5*4=18KN完全吻合。框架单元内力图如下：BoBent3-3D*<r¾*<PXAI>)产4VW.y,<,IforFrMaeOblE1(FSICI)EM1.cr0OltdI1.0e4icWDac0a3M,So>toVmShAl4-loc*onIMKW.¾CMdI*2VQae(COo(OCDOOOan)JM，“000CCro.(6OOOOOWRwc<IofnWlAM*单向板-矩形-框架单元内力可以看出板的蚪边处的梁不受力,只有长边的梁受力，确定是单向板方式无疑，因为我们将梁的两端都设置为校接,因此梁端无弯矩,梁中弯矩应为M-l/82*I/2.按揣测的导荷方式：面荷敦lkNm2,板短边长3m,梁上线荷驶为q=l.5kNm,梁氏6m,计算得到梁跨中唱矩M=l8*<l*1.'2=l8*l.5*62=6.75kN.m,与SAP2000的结果完全吻合，单向板方式粉算通过，计算结果图中的笄效荷我图（对话框中的第一张图）更干腌地说明白这一点.等效荷载就是均布荷敦I-5kNm.单向板-三角形SAP2000支持对三角形板按单向板方式做UnifOrmIOFrame方式导荷，我很新奇它的安排算法是怎样的。测试模型为三根柱、三根梁围着个三角形板，板的尺寸为3mx6（n,如上图。面荷教lkNm2,各梁端均弯矩释放（钱接）.计算后得到的梁内力如下列图。SiV)ooooM«oonlM33«724KKn2S4X>eAUaM4cU*CAttotMVtoBwCMtRt>MUrDhA*<ImmP>)Q(Dl泗or31MlOr.Rm*rt2CbecjnIwhOl*Hoc4*oM»m>eIQaMOaCPOOOOOmlKl*2IQ(OJa¢6KRKoeiCMtrHomS(fiirV4ME<>>lHlodFmBadVC*9mCwc*dF0»KN,CorcwftotadMcvwNsnlM«iDttfUa)1XKHE*0000mmm?GIX为Fe,(FSXCl)Boeat3-3ttA*<r¾B(PXAD)Dk«eraayf*rFt»<Object单向板-三角形-梁内力8-2Mhw.僧wWMJJjliVfrTtmOj<cl7(FSKO)SItMV23OOOKN««IXI0rOttfrOHcrttSCdk/»SKmMmEnd1.rhOMI1.OCMer4l*>MCA(3、JDiMf<O>EAI>>RtMUrrSMM匹”>2*QOOOm>owniJEndM4(IOamOZBane(JN(<*>vhlMd»FwBoCM0tfC4rc*r*dfrotr»KN.C«rrtdMcwrtCMNHDW。*)150KNAn.60OXncPorf<r2d<<单向板三角形梁内力24留意看等效荷栽图，都是三箱形分布。为了表达便利，我们称呼梁2-4为起点为2号节点，终点为4号节点的梁，称呼梁8-2为起点为8、终点为2的梁.经测试，SAP2000的计匏结果，与三角形板的建模节点依次无关，但与板的局部轴方向有关.荷我安排的方向就是板的1轴方向。上图的板的1轴方向与1节点到2节点的方向平行，假如将同轴旋转90境.那么得到完全不同的计算结果.如下列图.单向板-三角形一局轴旋转90度荷我以三角形荷载的形式安排到边上，按边长确定安排比例，边长较长者，其线荷载峰值较低。线荷载的合力大小与面荷载的合力大小相等。对于随意四边形，SAP2000的做法是依据1轴方向，将演意四边形切割成假设干:角形和两边与1轴方向平行的四边形.其切割算法的细微环节，不在本文探讨.很可能会遇到如下警告:取洎ISAP2000Cwnot拿PPly皿iEornloadtofrssforobject1b«c«us«th*raobjctcannotbcookiecutneshedinto3Md4nodedareasusxnexistingfranobjectsDoyouvanttoConVMtth。IgdtoftUnifOm3*sload?ClickOXtoconvertthloadorCgColtocancelth。MiIySifmodelcreation.你可以简洁粗暴地认为，UniformtoFrame不适用了5边形或更多边形。（二）双向板方式双向板三角形一面荷载瓜分通过连接一：角形的形心（：.条中线的交点）和：.角形的顶点，三角形被瓜分为W个局部，每个局部都是一个三角形。这个三角形就是施加在框架上的线荷载。符单向板的模型，仅修改其面荷载加载方式,从单向板（OneTay）改为CR5*y）,再次计算，得到框架单元内力如下列图：>lBjD>trasfarFraaeOt>ectT(FStCI)CMeIiUi£oT蔺MH)I"3s*4j)Cxi4"g妙A"EMHMlJt2QCDCOOGnfocam对1.ocJ<AftJjt4OCCOOOOn(i(CCOOnJEa11t1.o*dtFtw80CM9v<ICanMfisMdFcrcwrKWCcc<*dMcn*snRDutU150K.30KRMtsm11u双向板矩形-长边弯矩图MXZDaaci«*(PKAD)；z:.r<HJ.“一D>Cr*fforFranObject6(FSICI>MUMOffuttI1.ocOcn)KM>2w>5rMUd"OOOOOOOMO)OCCDM>6OWXW-OGODrM双向板矩形短边弯矩图我们知道在双向板模式下，板长边处的梁得到的是梯形荷我，板短边处得到的是三角形荷载，如下列图：双向板-矩形-荷载计算结果图中的等效荷载图（对话框中的第一张图）说明白导荷方式与预想的完全一样。其经法与内接圆比法有酹定误差，准确实行的是什么算法尚不清晰。很可能会遇到如卜错误报告:双向板随意多边形报错你可以简洁粗暴地认为，UniformtoFrame不适用于5边形或更多边形。二、面单元四周缺框架单元时的导荷方式缺边梁上图是面单元四周只有三个框架单元的例子，有一边没有边梁。面单元仍按UniformtoFrame的方式安排到三个框架埴元上，其弯矩值与四周全是框架IR元的状况完全样。据此揣测，SAP2000可他将面荷载安排到框架单元上，遇到某些边缺少框架单元的状况时，就将原来应安排到此边梁上的分布荷数.换肾成集中荷载施加在相应的两个角点上了。三、在面单元周边布置剪力墙代替框架单元揣测SAP2000会将原来安排到框架上的均布线荷载，换算成集中荷载施加在相应的角点上。由于无法看到导到面单元上的等效荷栽，这里采纳比照法验证。即用施加UniformtoFrame的方法加载一次，得到各支座的反力；然后按揣测的方法，手工导荷,给框架单元施加线荷载，给剪力端施加打点集中荷栽，在板上不施加荷教.假如两者计算结果完全一样，那么揣测正确“单向板剪力培施加面荷栽得到的支座反力如上图,一个3mx6m的三角形板,施加UnifOrmtOFrame面荷载1.okN/m2,单向板模式，不计自延，计第得到各支座反力如图中所示。修改模型，去掉面荷载，干脆在框架上施加如卜.列图的线荷载和集中荷载：单向板-剪力墙-施加等效线荷戏单向板-剪力-施加等效集中荷载计算得到的支座反力与UniformIoFrHme的兑例的结果完全一样，说明我们的揣测完全正确，这里就不再贴图了。四、总结UniformtoFraJne方式应用在：.角形和四边形上是有效的,假如运用单向板方式，就特殊要留意1轴的方向.假如板的周边缺梁或用墙代替了梁，那么原来的线荷载被折制成等效的集中荷载作用在节点上。
