问题描述:
在 SAP2000 中打断或合并构件对设计结果是否会产生影响?有哪些方法可以避免这些影响?
解答:
在 SAP2000 中打断或合并构件对设计结果产生的影响主要包括:柱的有效长度系数,等效弯矩系数 βmx,βmy,βtx,βty。具体如下:
柱的有效长度系数
如果将梁或柱任意打断,由于无支撑长度系数的保障,常规结构中柱的有效长度系数不受影响。但是,特殊情况下可能会导致 SAP2000 在识别梁柱线刚度时出现错误,影响柱的有效长度系数。
通常来讲,梁打断可能会导致 SAP2000 识别的梁长度减小,梁线刚度增加,导致柱的有效长度系数偏小,设计结果偏于不保守。柱打断可能会导致 SAP2000 识别的柱长度减小,柱线刚度增加,会导致柱有效长度系数偏大,设计结果偏于保守。
如下所示,如果将梁或柱合并,SAP2000 会对合并后的一个框架对象进行设计,但实际应该对合并前的多个框架对象分别进行设计。这样设计不但会导致框架关系混乱,并且只输出一个有效长度系数,设计对象的范畴模糊会导致计算结果出现不可控的错误。
等效弯矩系数
等效弯矩系数的计算与柱的杆端弯矩有关。如果对柱进行打断,SAP2000 取打断后的杆端弯矩计算等效弯矩系数,这样会导致一定的误差,但通常等效弯矩系数的计算偏于保守。如果对柱进行合并,SAP2000 取合并后的杆端弯矩计算等效弯矩系数,这时无法判断计算结果是偏于保守还是不利。
基于以上分析,建议梁柱建模尽量保证几何长度与设计对象的范围一致,必要时可通过框架剖分(而不是打断)保证分析结果的准确性。
对于梁的打断,应检查打断后对柱的有效长度系数是否产生影响。如有影响,必须人为修改柱的有效长度系数。对于柱的打断,虽然计算结果可能偏于保守,但如果用户无法接受保守的设计结果,也可通过修改有效长度系数或其他手段进行更加精细的分析与设计。
对于梁或柱的合并,用户必须尽量规避,因为设计结果不可预知。