etabs 深化建模要点介绍

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1、ETABS 深化建模要点介绍(2010-11-0414:01:01)转载▼标签：况中中国楼板荷载刚度文化分类：建筑结构23结构分析与设计软件ETABS中文版知识选讲（二）ETABS深化建模要点介绍李立常弘(北京金土木软件技术有限公司100044)虽然ETABS提供了面向对象的操作方法来建模，并不要求设计人员对模型本身有非常深入的了解，但是了解软件相关的理论背景（包括广大工程师熟悉的力学知识、数值分析方法、设计规范等）和技术条件（指程序对理论背景的处理方法和实现途径），有助于工程师更准确地建立模型，并客观地评估分析结果。1单元的选择和使用ETABS的单元库几乎涵盖了所有

2、有限元结构分析的常用单元，包括框架（梁柱）单元、壳体（墙板）单元、弹簧单元、连接单元和塑性铰单元等。1.1膜与壳ETABS提供了三种面单元类型：壳(具有平面内和平面外刚度)、膜(仅具有平面内刚度)、板(仅具有平面外刚度)。对于面单元类型的选取，一定程度上需要工程师根据工程实际和设计经验来判断。值得一提的是，膜属性和壳属性的楼板单元，其传递荷载的方式是不同的（图1）。膜可直接将楼面荷载传递到与之相连的梁上，壳则通过与梁相连的剖分点以点荷载的方式传递荷载。对于膜属性的楼板单元，程序会自动剖分。因而，膜可以方便有效地模拟楼板并起到传递楼面荷载的作用。图1膜（上）、壳（下）楼

3、板导荷示意注意：采用膜属性的楼板时，由于程序默认在梁墙处剖分，在竖向荷载作用下梁和板的变形看上去似乎不协调（图2左）。这是由于梁没有和板连接的共同节点造成的，可以通过进一步的剖分来实现协调（图2右）。但这种不协调的变形并不会影响膜属性的楼板的导荷，更不会带来计算上的错误。此外，在定义面单元截面厚度时，ETABS提供了两个参数：膜厚度和弯曲厚度。膜厚度用于计算面单元的平面内刚度，弯曲厚度用于计算面单元的平面外刚度。通常情况下，两者数值相等，即等于楼板或墙体的实际厚度。图2竖向荷载作用梁板的变形1.2不规则楼板的划分程序会对膜属性的面对象进行自动剖分，但对于多边形或异形楼

4、板，自动剖分可能会带来一些意想不到的问题（如模型检查出错、精度丢失等），因此建议将不规则的楼板人工划分为若干较规则的四边形。如图3所示的一个规则的结构平面，建模时很容易令人想到将这层的楼板按一个矩形来绘制。但由于梁、墙的布置，在这个规则的平面内形成了若干不规则的板块。这时需要对这些不规则的板块进行处理，可以分别沿abcf和cdef绘制两个四边形来组成这个板块，也可以绘制虚梁将不规则的板块分割为若干较规则的四边形。这样处理有助于程序识别楼板的形状并进行导荷，避免不必要的警告信息。1.3转换梁的模拟壳属性的面单元，除了可以模拟墙、连梁外，还适宜模拟转换梁。转换梁通常体积较

5、大、应力状态复杂，采用壳来模拟可较清楚地查看细部的应力情况。图4是用壳模拟转换梁的几个例子。图4用壳单元模拟转换梁1.4自动线约束专业软件讲座北京金土木软件技术有限公司联系电话：010-88383866，http://www.bjcks.com，support@bjcks.comabcedf图3不规则楼板的划分24自动线约束是一个易被混淆的概念，常被错误地理解为用于面对象和线对象之间的位移协调。其实，自动线约束是用于面对象之间的位移协调。如果在相交界线上面对象网格划分不匹配（图5），沿这些边将形成自动线约束，从而强制协调位移。这是ETABS软件的一项十分强大而且实用的

6、功能，它使得工程师建模时不需要花大量的时间来考虑网格划分的连续性，只需要考虑结构中实际的对象。通常工程师没有注意到这项功能的存在，但面对象网格划分不匹配的情况是很常见的，墙和楼板交界处、转换梁或连梁与墙交界处等都存在这样的情况。1.5结构单元与设计对象ETABS的建模环境是面向对象的，绘制构件的同时也确定了运算分析后内力输出和设计对象的范围。对于面对象（剪力墙），程序需要通过标签（程序用于识别构件的名称（ID））来确定内力输出和设计对象的范围。设计时，程序会将同一层内具有相同标签的墙肢或连梁作为一个设计对象。对于线对象（梁、柱），通过定义测站（一般按默认值即可）来输出

7、控制截面的内力，并且将线对象两个端点确定的范围作为一个设计对象。所以不要轻易将线对象打断，否则一根杆件将会按若干根小杆件来设计，引起不必要的错误。比如，对于某些导入到ETABS中的模型，某些梁经常会被与之相连的构件打断，形成短梁，这时梁的跨高比明显有误，导致设计出现问题，这时应使用连接线命令将应该作为整体来设计的多段短梁合并。2模型修正模型修正是针对某些结构构件或结构本身的一系列特殊指定。这些操作反映了工程师对设计对象的了解和把握，也体现了工程师对结构概念的理解和运用。2.1刚性隔板刚性隔板实质是节点间的平面内变形限制。刚性隔板作为刚体，可以在它自己