問題描述:
如圖1所示的塔結(jié)構(gòu)模型,在風(fēng)荷載工況下的分析結(jié)果異常。以“WIND_X+” 工況(通過面對象施加的X正向風(fēng)荷載)結(jié)果為例,結(jié)構(gòu)位移Ux均為0。風(fēng)荷載本身定義和設(shè)置并沒有問題,請問這是什么原因?qū)е碌模?
圖1 WIND_X+工況下Ux位移值
解答:
通過顯示>顯示其他指定>節(jié)點(diǎn),檢查模型中節(jié)點(diǎn)的特殊指定。如圖3所示,顯示節(jié)點(diǎn)束縛。
圖2 顯示節(jié)點(diǎn)指定
“DIAPH1”約束類型為隔板約束(Diaphragm)。隔板約束的作用是使所有被其約束的節(jié)點(diǎn)作為一個剛性的平面隔板一起移動。實(shí)際上就是限制節(jié)點(diǎn)之間在平面內(nèi)的變形,即所有被約束的節(jié)點(diǎn)之間在平面內(nèi)無相對的位移,但對平面外性能沒有影響。
圖3 顯示節(jié)點(diǎn)約束
由圖3可知,隔板約束“DIAPH1”包含模型中從頂部到底部的所有節(jié)點(diǎn)。(注:圖3中顯示為綠色的節(jié)點(diǎn)代表包含在隔板約束中的節(jié)點(diǎn)。)
容易觀察到結(jié)構(gòu)底部鉸支,即底部4個節(jié)點(diǎn)被約束X、Y、Z平動自由度。結(jié)合前面關(guān)于 “隔板約束作用”的說明,就不難想象導(dǎo)致問題的原因了。隔板約束“DIAPH1”連接模型中所有節(jié)點(diǎn)在一起,其他節(jié)點(diǎn)的平動自由度也會受到相同的限制。故在橫向風(fēng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)沒有水平位移。
解決該問題,有兩種方法:
1.直接刪除對節(jié)點(diǎn)的隔板約束指定。
使用“Ctrl+A”命令選中整個模型,點(diǎn)擊菜單指定>節(jié)點(diǎn)>束縛,彈出如下圖所示對話框,選擇“None”,點(diǎn)擊 “確定”,完成刪除隔板約束的操作。
圖4 指定節(jié)點(diǎn)約束對話框
2.修改隔板約束“DIAPH1”的定義。
如果由于分析需要(例如:地震工況中考慮偶然偏心的影響或通過隔板施加風(fēng)荷載),不能刪除模型中隔板約束的指定,那么此時需要用戶指定對不同標(biāo)高的節(jié)點(diǎn)組分別定義相應(yīng)的隔板約束,再指定給這些節(jié)點(diǎn)。
其實(shí),程序中“指定不同隔板約束到每個不同的Z高度處”選項,如下圖5所示,可以便捷地實(shí)現(xiàn)為這些節(jié)點(diǎn)分別指定不同隔板約束的功能。
圖5 定義隔板約束
該選項只有在選擇束縛軸為“Z軸”時,才會被激活。使用這個選項,程序會自動對具有相同Z坐標(biāo)的點(diǎn)生成獨(dú)立的隔板約束。
對于該模型來說,可以對整個模型中的節(jié)點(diǎn)指定一個隔板約束(例如“DIAPH1”),程序會自動分別在各樓層生成隔板約束,如下圖6所示。這樣就避免了手動的定義、選擇、指定等重復(fù)性操作,幫助用戶提高工作效率。
圖6 在樓層處自動生成隔板約束
按上述兩種方法修改后,分析可得到正確的位移結(jié)果,如下圖7所示。
圖7 WIND_X+工況下Ux位移值(mm)