問題描述:
對于帶地下室或上部附屬物的建筑結構,往往只需對主體結構施加地震力。那么,SAP2000 中的自動地震荷載能實現這種加載要求嗎?
解答:
如文檔《自動地震荷載與剛性樓板》中所述,默認情況下,SAP2000 中的自動地震荷載會對模型中每一個質量點均施加地震力。其實,這與地震荷載模式中默認的高度范圍選項(即“程序計算”)是一致的。該選項使用模型節(jié)點中最大和最小的 Z 坐標值作為地震荷載沿高度的作用范圍,故必然會對整個模型進行加載。
因此,對于題目中的加載要求,只需采用“用戶指定的”地震作用高度范圍,并輸入相應的最大和最小 Z 坐標值即可。例如:最大值輸入女兒墻底部的 Z 坐標,最小值輸入地下室頂板的 Z 坐標。如下圖所示:
事實上,上述高度范圍選項除了控制加載范圍外,還有另外兩個重要的作用需要注意:
第一,影響總的地震力大小。程序基于高度范圍內所有質量點的總質量計算總的地震力,故不同的高度范圍必然導致不同大小的總地震力。嚴格來講,在基本周期和反應譜參數相同的情況下,不同高度范圍所施加的總地震力與該高度范圍內所有質量點的質量之和成正比。注意:這里的質量點并不包括施加支座約束的節(jié)點。
第二,確定計算高度的基準標高,即用戶輸入的最小 z 坐標值。如文檔《自動地震荷載與剛性樓板》中所述,各個質量點的地震力是基于集中質量與計算高度的乘積對總地震力進行加權平均后的取值。故,計算高度的取值不同會影響各個質量點的權重。默認情況下,程序使用模型節(jié)點中最小的 Z 坐標值(不一定等于零)作為基準標高,并以此計算各個質量點的計算高度(即:質量點的 Z 坐標與基準標高的差值)。
綜上,前文中所推薦的“采用‘用戶指定的’地震作用高度范圍”的另外兩個附加作用為:改變總的地震力大小(也可能不改變);改變各個質量點上地震力的相對比值。