STAAD/CHINA結(jié)構(gòu)類型

 STAAD有四種結(jié)構(gòu)類型供使用者選擇：

?  空間（Space）

?  平面（Plane）

?  平板（Floor）

?  桁架（Truss）

 空間（SPACE）結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)可以是三維的，荷載可作用在任一平面內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)模型。STAAD的整體坐標(biāo)系如圖所示。STAAD中其他部分的坐標(biāo)（荷載方向，構(gòu)件局部坐標(biāo)等）都是以這個(gè)整體坐標(biāo)為參考坐標(biāo) 的。

 CAD的使用者會(huì)發(fā)現(xiàn)它的坐標(biāo)系與AutoCAD中的坐標(biāo)系統(tǒng)不同，在STAAD.pro中，Y軸是豎直方向，XZ構(gòu)成平面。 因?yàn)镾TAAD可以直接讀入AutoCAD圖形作為結(jié)構(gòu)模型，所以STAAD為AutoCAD的使用者提供了一個(gè)“設(shè)置Z軸為豎直軸（set Z up）”的命令，但這會(huì)使其他一些操作不能執(zhí)行，生成風(fēng)荷載就是一例。為了適應(yīng)AutoCAD的工作要求，STAAD可以轉(zhuǎn)動(dòng)自己的坐標(biāo)軸，但在STAAD環(huán)境下還是默認(rèn)的坐標(biāo)系統(tǒng)使用起來比較方便。

平面（PLANE）結(jié)構(gòu)，所有的單元都作用在整體坐標(biāo)系X-Y平面內(nèi)，且荷載也作用在這個(gè)平面內(nèi)。你也許會(huì)想為什么有了空間結(jié)構(gòu)還要有平面結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槠矫娼Y(jié)構(gòu)可以確保結(jié)構(gòu)在靜力平衡狀態(tài)下不會(huì)產(chǎn)生平面外變形。當(dāng)然你可以在空間結(jié)構(gòu)體系下建立平面結(jié)構(gòu)，但為了保證不產(chǎn)生平面外變形，需要加設(shè)平面外支撐。

樓板（FLOOR）結(jié)構(gòu)跟平面結(jié)構(gòu)類似，只不過結(jié)構(gòu)單元作用在X-Z平面，也可以在Y方向有變形。其實(shí)平面結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)都可以用空間結(jié)構(gòu)代替，只是以前的計(jì)算機(jī)功能遠(yuǎn)不如現(xiàn)在的強(qiáng)大，計(jì)算速度也比較慢，選用簡單的結(jié)構(gòu)比較適合，另外之所以還保留這兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式是考慮到老用戶的習(xí)慣。

桁架（TRUSS）結(jié)構(gòu)，桁架構(gòu)件只有軸向剛度，不能承受剪力和彎矩。如果結(jié)構(gòu)全部由桁架構(gòu)件組成，可以選用桁架結(jié)構(gòu)形式，但只有一部分是桁架構(gòu)件時(shí)，就要選空間結(jié)構(gòu)形式，并對(duì)桁架構(gòu)件進(jìn)行定義。

STAAD結(jié)構(gòu)單元

 STAAD提供了四種單元類型：

?  梁單元（Beams）

?  板單元（Plate）

?  塊體（Solid）

?  面單元（Surface）

  梁是線性構(gòu)件，構(gòu)件（member）與梁（beam）的概念可以交換使用。梁可以承受軸向荷載，即柱。

  板是一個(gè)有限單元，通常用于板/殼結(jié)構(gòu)的建模。STAAD的板單元可以是三角形（三節(jié)點(diǎn)）或四邊形（四節(jié)點(diǎn)）。若一個(gè)四邊形單元的4個(gè)節(jié)點(diǎn)不在同一平面。我們建議最好將它劃分為三角形單元。單元在不同節(jié)點(diǎn)處的厚度可以是不同的。對(duì)于含有板的結(jié)構(gòu)，如墻、水泥板、薄板和殼等，須用有限單元來模擬。為了能方便地將一個(gè)較大的結(jié)構(gòu)面自動(dòng)剖分成精細(xì)的三角形或四邊形板/殼單元網(wǎng)格，可采用程序中提供的MESH GENERATION（網(wǎng)格生成）的工具來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

  利用板/殼單元進(jìn)行幾何建模時(shí)，應(yīng)記住與單元幾何形狀有關(guān)的規(guī)則：

 1）單元長寬比不能過大，應(yīng)該接近1：1，一般不能大于4：1；

 2）單個(gè)單元不應(yīng)太扭曲，單元兩相鄰邊之間的夾角不宜超過90°過多，而且在任何情況下不得大于180°。

  STAAD的塊體有限單元可以在三個(gè)方向受力，一般應(yīng)用于計(jì)算混凝土大壩，土壤或巖石地層中的應(yīng)力分配。STAAD的塊體由8個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，一般為立方體，也可以用4到7個(gè)節(jié)點(diǎn)分成各種形狀的立體模型。

在板的基礎(chǔ)上，STAAD.pro提出了面單元的概念。它對(duì)墻、板結(jié)構(gòu)的快速建模很有用。面單元在以下幾方面與板單元有所不同：

  為了進(jìn)行分析，平面結(jié)構(gòu)需要分成一系列的板單元，也就是所謂的網(wǎng)格生成。如果用戶選擇用平面構(gòu)件建模，就要進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分，以確保分析的準(zhǔn)確。

由于面單元的使用，在分析整個(gè)墻或板時(shí)就不需要成百個(gè)板單元了，只需幾個(gè)面單元就夠了。當(dāng)進(jìn)入分析階段，分析程序會(huì)將面單元會(huì)自動(dòng)分成板單元，用戶無需指示程序進(jìn)行網(wǎng)格劃分。一些結(jié)構(gòu)可以用板來建模，也可以用塊體來建模，但到底該怎么區(qū)分呢？有一個(gè)基本原則：當(dāng)最小寬度與厚度之比小于10的時(shí)候用塊體單元來建模。

  上面這4種單元形式都是通過節(jié)點(diǎn)定義的，一個(gè)節(jié)點(diǎn)是連通結(jié)構(gòu)實(shí)體的點(diǎn)。兩個(gè)實(shí)體必須通過節(jié)點(diǎn)相連。