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隔板剛心的計算
創(chuàng)建者:張志國,編輯者:張志國,最近更新:2019/05/22 15:25:29

問題描述:

       請問,SAP2000 能否像 ETABS 一樣輸出隔板的剛心位置呢?如果不能直接輸出,有無其它間接的輸出方法?

解答:

       關于剛心(center of rigidity)的概念可以追溯到“對單層剪力墻進行側向分析時所采用的剛性分析技術”這種手算方法。剛心即在平面上任意布置的各抗側力單元(通常為框架柱、剪力墻)的剛度中心?,F代的計算機技術不需要顯式地計算剛心,但是建筑結構設計規(guī)范通常參考剛心位置來定義多層建筑的設計偏心。

       在建筑結構的三維分析中,結構的平面性能和沿高度的性能是相互耦合的,故剛心需要更加通用的定義。在這個通用的定義中,當在某一剛性樓層隔板的剛心處施加水平側向荷載,而其它任何剛性樓層隔板均不施加荷載時,該加載的剛性樓層隔板只發(fā)生平動位移而不發(fā)生轉動。注意:其他剛性樓層隔板的位移可以包含平動和轉動!

       因此,為了計算隔板的剛心,需要定義三個荷載工況,分別在質心(或任意點)處施加以下荷載。

            ※ 全局 X 方向的單位力荷載,產生轉動 Rzx

            全局 Y 方向的單位力荷載,產生轉動 Rzy

            繞全局 Z 軸的單位力矩荷載,產生轉動 Rzz

                

       剛心相對于質心(或任意點)的坐標值(X,Y)的計算公式如下。需要注意的是,剛心位置只與結構的整體剛度有關,與具體施加的外荷載無關。

            X = -Rzy / Rzz,Y = Rzx / Rzz

       綜上所述,每個樓層隔板剛心的計算都會涉及整個結構的三個靜力分析。ETABS 可以在求解過程中自動計算每個隔板的剛心。如果需要在 SAP2000 中計算隔板剛心,根據上述基本原理可知,理論上完全可行。只是對于樓層數量巨大的高層建筑而言,可操作性不強。

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