【问题描述】
连廊模型,当采取分开建模和整体连接建模时候,对于温度荷载,其受力相差较大是因为什么?
【答案详解】
这两种建模方式,带有中间连接的模型其位移图和无连接模型(相当于两个独立的模型分别在软件中计算)差距较大,如下图所示:
而由于连接影响到了模型整体的变形,因此加载后,其几何形状变形较大,因此产生的内部节点荷载和外部节点荷载差异较大。因此其得到的温度荷载的支座反力差值较两个完全独立的模型的支座反力有较大差异;
再有,结构的温度荷载的支座反力,是由外部节点反力和内部节点反力的差值计算得到的。
外部节点荷载是直接施加在结构的外荷载,当添加的是轴向温度荷载,则温度荷载将引起杆件的轴力荷载,由于结构不仅有横向杆件也是有竖向杆件的,且横向杆件产生的外部力可能拉压抵消,因此,无法直接判断水平力和竖向力的大小关系。
而内部节点荷载是自动由STAAD分析引擎计算得到,代表了由于结构内部力,也就是由于结构的几何形状,支撑条件等引起的内部节点荷载。(由于力的传递和分布而在节点处产生的荷载 );
在进行结构分析时,STAAD.Pro会同时考虑外部节点荷载和内部节点荷载,以确保结构的内力和反力得到准确计算。
而这两个模型支座反力的差异也正是由于两种模型模拟情况下,内部节点荷载的差异导致的。模型中内外节点荷载差异较大的点,正好是带有连接模型的两侧边榀支座节点;注意:内部节点荷载与结构的几何配置和支撑条件有关。
见下图所示,这两种模拟条件下,软件运行都是正确的。用户需要确定结构的几何配置和支撑条件是否合适;
温度荷载就是外部荷载的,通过Load添加的荷载都是外荷载的。
另外,Output file中给出的内部节点荷载和外部节点荷载是按照工况给出的,比如工况30中只有温度荷载,那么就没有其他类型的外荷载影响的。也就是说,其他工况对工况30是没有影响的。
节点的外部荷载是由于温度荷载引起的,而节点的内部荷载是由于力的传递和分布产生的,这些荷载不是由用户
直接施加的,而是由于结构的结合形状,支撑条件等影响自动产生的。
关于节点内部力和外部力的解释可以看下这个帖子:
可以认为节点内部力是需要添加到该节点外部力的数值,进而使支座节点可以保证平衡。