【问题概述】
支反力与构件杆端力不相符之根源及避免方法
【解决方法】
结构支座反力与构件杆端力相平衡,这是结构力学中一个基本概念。但是我们在使用STAAD.Pro分析结构的时候却发现有一种工况作用时,支反力与构件杆端力不一致。那到底是程序计算错误还是有什么原因导致两者背离。
以下案例中,一个简单框架结构,在风荷载作用下,我们查看其1号节点的支反力为:
Fx = -32.857KN, Fy = -35.262KN, Fz = 0KN(全局坐标系)
构件杆端力为:
Fx = -35.262KN, Fy = 22.567KN, Fz = 0KN(局部坐标系)
转换为全局坐标系为:Fx = 22.567KN, Fy = -35.262KN, Fz = 0KN
很显然,两者的FX不同。
原因是:风荷载在支座节点1生成的节点力直接作用在支座上,没有参与构件的内力计算,这个外力可以打印风荷载节点力查看到。
三者在节点1出形成一组平衡力。
那么如何避免这种情况呢,有两种方法:
第一种方法是采用楼板荷载的加载方式添加风荷载;
第二种方法是在支座上方0.01米处插入新的节点,然后再导风荷载,这样就不会在支座节点上生成风荷载节点力,也不会存在上述矛盾的现象了。