PDF《集成化的通用结构分析与设计软件》

4 温度荷载 筒仓类结构的温度荷载包含两类,整体升温降温和壁面内外的温差. 在SAP2000 程序中,对整体升温和降温,采用的是温度荷载值与材料温 度值之差作为温度荷载施加到结构上.温度的单位与程序采用的单位制相 关,当程序采用国际制单位时,温度值为摄氏度,程序中默认的材料温度值 为0度,用户指定材料温度后,以用户的指定为准.例如,用户指定的材料 温度为

20 摄氏度,施加的温度荷载为

50 摄氏度,则程序会考虑 整体升温

30 度的温度荷载值. 程序考虑内外壁面温差时,则使用了温度梯度的概念.对于面单元来 说,温度梯度值是指在单位厚度上,温度的改变值.例如,在主单位为米的 模型中,对厚度为 200mm 的壳面施加温度梯度值为

50 摄氏度的温度荷载, SAP2000 案例教程 筒仓类结构―19 程序则会考虑到板内外壁面之间

10 摄氏度的温差.温度梯度值的正负则表 明沿面单元局部

3 轴即法线方向,温度的变化趋势.如果温度梯度值为正 值,则表明沿法线方向为升温,反之则为降温. 下图给出了分别考虑整体升温及温度梯度后,剪力墙的变形,从图中可 以看出,温度梯度会导致壳单元产生挠曲变形. 特别需要注意的一点,程序中的自动添加的默认设计组合中,未包含温 度荷载的工况,如果模型中含有温度荷载且需要在设计中考虑包含温度荷载 的设计组合,用户可自行添加适当的组合. (1)材料温度指定 (2)均匀温度荷载指定 图4-1 均匀温度荷载施加 SAP2000 案例教程 筒仓类结构―20 图4-2 温度梯度荷载施加 (1)均匀温度荷载 (2)温度梯度荷载 图4-3 温度荷载下的变形图

5 壳单元内力输出 壳单元内力的查看一直是困扰很多用户的问题,在弄懂 SAP2000 壳单元 内力输出的表达之前,我们先了解一下程序对壳单元局部坐标轴及壳面的规 定.如下图所示. SAP2000 案例教程 筒仓类结构―21 对于壳单元来说,都会有自己的局部坐标轴

1、

2、3 轴,其中

3 轴指向 壳单元的法线方向;

每一个四节点的壳单元都有自己对应的

6 个作用面,1 轴正方向对应的面为正

1 面,1 轴负方向对应的面为负

1 面,分别和

2 轴、

3 轴对应的面同样的称为正

2 面、负2面、正3面、负3面,其中正

3 面和 负3面也称为壳单元的顶面和底面. 壳单元的内力 Fij 中,两个下标 i 和j,第一个下标 i 指的是作用面, 第二个下标 j 指的是作用方向.F11 指作用在

1 面上的方向沿着

1 轴的作用 力,F12 指作用在

1 面上方向沿着

2 轴的作用力.需要注意的是,SAP2000 提 供的内力均为壳单元角点处的内力值,其数值大小为单位长度上内力值. 图中的弯矩表示为双箭头,其方向符合右手定则,从图中可以看出,对于M11,用右手定则判断时,其大拇指的方向沿

2 轴方向,即M11 表示的为绕

2 轴方向的弯矩值,同样的,M22 则指绕

1 轴方向的弯矩值.需要值得注意的 是,SAP2000 提供的弯矩值为壳单元节点处的弯矩值,其数值的大小为中轴 面上单位长度的弯矩值. 有关壳单元的应力输出和内力输出类似,详细信息可参考 SAP2000 程序 帮助文件. 图5-1 壳单元的局部坐标轴及面 SAP2000 案例教程 筒仓类结构―22 图5-2 壳单元内力输出(1) 图5-2 壳单元内力输出(2) ........