【问题概述】

如何在STAAD中如何定义质量？

【解决方案】

对于结构动力分析来说，结构的质量和刚度是两个重要影响因素。刚度一般在确定了构件的几何尺寸和弹性模量之后就可以由软件自动计算，结构质量的正确考虑是影响动力分析结果的主要因素，动力分析的结果可能因质量模型的不同而发生显著变化。

 

在STAAD中，采用了质量荷载的概念来得到用于结构模态分析的结构质量，因此结构的质量和自重是两个相互独立的概念。

 

质量荷载定义一般规定：

1.     STAAD中质量以荷载形式定义，也就是质量在数量上与力相等，而不需要除以重力加速度；

2.     STAAD中质量正负号需要统一，即多个质量荷载需要同号，正负均可；

 

从图示可以看出，质量正负号不统一的话，将出现正负抵消的情况，这将影响结构固有频率和周期的计算。

 

3.     STAAD中质量需要手工考虑作用方向，这里的方向是指振动自由度，也即振型方向；

 

从图示可以看出，质量方向考虑不当的话，将影响相关方向质量参与系数的计算。

 

质量荷载工况添加方式：

STAAD中质量荷载的添加有两种方式，一种是以质量工况的方式添加在参考荷载定义里，另一种是直接添加在动力工况中，其对计算结果的作用是等同的。

 

方式1：质量工况

 

方式2：动力工况

 

质量工况的添加方式在界面操作上更加简洁直观，另外在作用范围上更广，比方说，定义刚性楼面时，楼面质心计算时质量的添加方式就必须用质量工况的方式，如果底部剪力法地震和反应谱地震在模型中同时出现的话，质量工况可以同时满足这两种地震作用计算时等效重力输入的需求，而动力工况添加质量的方式则不能满足这些应用需求。

 

质量荷载工况个数规定

 

另外，STAAD不支持在动力计算时任意切换质量，也就是说模型中质量是唯一恒定的，不能混用。

 

这样就会出现下面几种情况：

1.     如果参考荷载定义中出现多个质量工况，则动力分析会直接考虑叠加后的质量；

2.     如果多个动力工况中同时出现质量荷载，则以第一个工况质量荷载为准，后续工况的质量自动失效；

3.     如果质量工况和动力工况质量荷载同时出现，则质量工况的质量荷载自动失效。

 

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