地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)段-三維空間法VS二維框架法結(jié)果差異
模型簡化帶來的問題
二維框架模型的問題
前面的一篇文章地鐵車站-標(biāo)準(zhǔn)段-二維框架法，我們介紹了地鐵標(biāo)準(zhǔn)段的二維框架法實現(xiàn)方法。雖然便于工程設(shè)計使用，但是該方法屬于簡化方法，存在一些問題，需要心理有數(shù)：
無法同時獲得縱梁內(nèi)力
中柱并非縱向無限延申，不符合平面應(yīng)變假定
因為中柱并非縱向無限延申，那么頂?shù)装迮c柱子相交位置的內(nèi)力沿縱向應(yīng)該是變化的
由上圖梁+殼模型分析結(jié)果可見：由于側(cè)墻連續(xù)的，因此沿著縱向的彎矩基本一致。而底板中間，柱子附近的最大彎矩1409變化到兩個柱子之間的369。
三維梁元+殼元模型的問題
當(dāng)然由于上述模型是梁+殼模擬，梁端部一個節(jié)點，無法考慮局部剛域效果，存在應(yīng)力集中，實際的彎矩肯定要比這個彎矩小。
對于梁+殼模型產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題，后面會介紹一個功能“面結(jié)果調(diào)整”來進行削峰處理。
由于“面結(jié)果調(diào)整”屬于后處理工具，是對結(jié)果的加工處理，而不是從模型剛度來影響結(jié)果。由于剛域的存在降低了板的計算跨度，如果按照實體的話，彎矩會進一步降低。
為了對比二維框架、三維梁+殼模型的精確性，還建立了一個三維實體模型進行對比。
RFEM中可以通過定義“結(jié)果梁”提取一定范圍內(nèi)實體元的內(nèi)力。而大部分軟件只能得到實體元的應(yīng)力。
三維梁+殼元模型建模方法
面結(jié)果調(diào)整
導(dǎo)航器>結(jié)果>新建面結(jié)果調(diào)整（要先計算好模型）
此處需要進行削峰處理的區(qū)域為縱梁的寬度x總長度，因此形狀為矩形，尺寸為縱梁的寬度和長度。
中心位置為縱梁的中心點。
分配給面編號：選擇縱梁兩側(cè)的面。
切換圖形預(yù)覽，查看uv反向和面的局部方向，可見v方向為縱梁長度方向，面局部方向x為垂直于縱梁方向。我們需要將縱梁長度方向上，縱梁寬度范圍內(nèi)的板的mx內(nèi)力設(shè)為零，因此設(shè)置如上圖。當(dāng)然需要還需要削峰vx，可以點擊右側(cè)的按鈕選擇需要削峰的內(nèi)力分量。
上圖箭頭所示位置均添加了“面結(jié)果調(diào)整”，相比左半部分的峰值得到了很大的降低。
三維梁板模型削峰前（模型左半部分），板和墻的端部和跨中彎矩都比二維框架大。削峰后（模型右半部分），端部彎矩顯著降低。
由于“面結(jié)果調(diào)整”屬于后處理功能，并不能降低板的計算跨度。而二維框架考慮梁端剛域后，端部局部改為了剛性桿。因此板和墻的跨中彎矩都比二維框架大。
頂?shù)装逯兄幍膹澗刂担S框架偏大，因為二維框架模型中頂?shù)装鍎傆驅(qū)挾饶J(rèn)按照中柱寬度（338mm），而不是縱梁寬度(1200mm)。
三維實體元模型建模方法
將剖面輪廓建出來，然后創(chuàng)建面，然后拉伸面為實體。中柱部分，可以先畫出截面輪廓線，然后創(chuàng)建面，然后拉伸為實體。
添加“結(jié)果梁”提取內(nèi)力
選擇實體模型中想要提取內(nèi)力的區(qū)域
基于區(qū)域內(nèi)的節(jié)點，創(chuàng)建各個板的中線，然后將中線創(chuàng)建為“結(jié)果梁”類型的桿件。
結(jié)果梁的原理是根據(jù)設(shè)定的范圍，選中范圍內(nèi)的實體元，然后對實體元的應(yīng)力進行積分，得到內(nèi)力。因此需要根據(jù)各個結(jié)果梁的位置，設(shè)置其積分范圍。
三維 VS 二維
以下結(jié)果差異以實體模型結(jié)果為基準(zhǔn)：
頂板跨中彎矩：兩個三維模型基本一致。二維模型偏小，尤其是中跨板跨中彎矩偏小81%。
頂板與中柱處彎矩：二維模型偏大很多。
頂板與側(cè)墻處彎矩：二維模型小39%，梁板模型小7%。
側(cè)墻頂部彎矩：二維模型小33%。兩個三維模型基本一致。
側(cè)墻底部彎矩：二維模型大27%，梁板模型大11%。
底部側(cè)墻跨中彎矩：二維模型大10%，梁板模型大27%。
底板跨中彎矩：二維模型小10%，梁板模型大18%。
底板與中柱處彎矩：二維模型大69%，梁板模型大23%。
底板與側(cè)墻處彎矩：二維模型大37%，梁板模型大15%。
通過上面的對比可見，三維梁板模型除了頂板與側(cè)墻處彎矩小7%外，其余處的內(nèi)力均比實體模型大，偏保守些。而二維模型雖然計算簡單，卻有四個地方比實體模型小10%以上。使用以上簡化模型進行工程設(shè)計時，需注意!
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三維實體模型VS三維梁板模型VS二維框架模型的結(jié)果差異
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