1.3 计算模型及输出结果解析

使用Vertex BD 模型工具定义承重墙和主梁。通常外墙和基础墙默认定义为承重件，但用户可以使用墙体性质对话框改变。

使用添加型材加入的梁是非承重的，但使用添加主梁添加的梁是承重的。先选中主梁位于的区域对象（如天花板），然后选择添加型材 > 添加主梁。

支柱默认为承重件。

创建桁架

使用平常的Vertex BD建模工具定义桁架区域和桁架形状。在定义桁架前用户须先创建提天花板和屋盖。天花板和屋盖也用于把均布荷载分布到承重件上。

当桁架形状定义以后，改变桁架形状，给连接件和椽留出工差和偏移。

一些接合件可能需要选择紧固件。用户可以通过选择紧固件改变接合件的强度和承载力。

建立桁架构件

桁架构件生成在桁架形状以内并且与其边界对齐。在定义了桁架形状后用生成部件功能生成桁架构件。平面内桁架结构指所有桁架构件的中性轴都在一个平面上。平面外桁架结构中弦和腹杆用背靠背的方法连接。

在桁架结构对话框中对弦，腹杆（对角）和末端腹杆（垂直）选择合适的横截面。

为桁架选择合适的框架规则并且在桁架构件之间选择合适的接合件。在桁架构件之间试用轻钢接合件或者勾选焊接结合。桁架力学计算所有的接合件都认为是铰链连接节点。如果桁架构件之间没有接合件，那么在分析模型中不会有任何铰链链接，计算过程中则可能会出现支撑不足的错误。

用户可以在构件末端创建焊接连接。这些连接在桁架工程分析中也类似为铰链连接。

用连接件的属性来改变连接紧固件以及连接件的数量，这些数量会影响到接合处的承载能力。

用户可以在接合/连接细节中的紧固件编辑中改变紧固件以及紧固件类型。紧固件的选择会影响到接合件的承载力。

在进行桁架力学计算之前，检查所有桁架是否已经有两个或以上的有效支撑，确保桁架图纸已经更新好。在力学计算过程中桁架编号会被更新，并且桁架编号中也会出现计算编号。

创建桁架荷载

用户可以在2D界面下从工程菜单中使用添加点荷载，添加线荷载和添加区域荷载功能添加点，线和面荷载。如果区域没有被找到，点和线荷载会被连接到屋盖，天花板区域，或者选定的构件上。区域荷载可连接到屋盖或者天花板区域。所有荷载都应该在承载对象所在的模型对中创建。

在运行开始桁架计算功能时用户可以定义均布荷载，包括活荷载，恒荷载和雪荷载。被选的荷载只会在打开的2D模型对中起作用。这些水平荷载会被投影到斜面上，荷载量会根据下斜面相应减小。对于屋盖，天花板和地板的荷载大小可以定义成不同的值，只有打开的模型对中有所提供的区域，相应标签才会在对话框中显示。

均匀荷载根据工程分析中解出的区域荷载分布到构件中。下图中的灰色代表有效荷载区域，而没有灰色（背景色）则是未被支撑的区域。包含屋脊落的屋脊末端的桁架应该有椽或者小型桁架在其上方的顶弦延伸出来，并且这些和屋脊斜面顶部构件对齐的构件应该和屋脊末端的桁架构件接触到，这样从屋脊斜面的荷载才能传递下来。

只有在相同模型对中或者连接的桁架传递的垂直荷载会被加入到桁架荷载模型中。来自上层楼层的荷载不会被传递。桁架工程分析不考虑与桁架侧面垂直的水平荷载。水平荷载和支撑结构（如横撑）应该另外单独考虑设计。

在求解荷载作用区域时，应确保受荷载的构件与主框架层的上表面对齐。主框架层的顺序号为“0”。桁架的下弦如果和天花板住框架层对齐，那么风荷载内压力则可通过天花板传输到下弦。

添加荷载后荷载值会在平面图中显示，绿框说明天花板荷载施加有效。

施加风荷载

系统会按照建筑标准提供自动生成风荷载选项。在生成风荷载之前，应先定义内压力区域。在工程菜单中有此功能。这个功能会寻找以外墙闭合回路，并按照墙体框架的外表面区域添加限制内压力区域虚线。用于也可以手动添加或者编辑内压力区域虚线。

在添加风荷载前需要按照中国标准定义风荷载体形系数。详情请见风荷载体型系数一文。

自动风荷载是根据建筑地点的位置和建筑外型分类生成的。在生成风荷载之前应该先检查设计标准默认值。地形对话框里的参数会对生成的风荷载数值有影响。山体高度（H），半山山体宽度（Lu），从山顶到建筑点的水平距离（x）和建筑高度（z）都应该给出。详情请参照中国标准GB50009-2012.

生成的风荷载在当前的建筑模型上创建额外的区域荷载。这些区域荷载的边缘，风荷载的大小和表示颜色都可以由用户设定。如果建筑类型没有定义为“开放”，并且内部天花板没有在设计标准对话框里勾选为可穿透的，风的内压力假设是通过天花板区域影响底弦。如果天花板处于错误的高度，那么力学计算中则会出现“找到未支撑对象"错误，说明天花板的风荷载没有传递到桁架上。如果建筑类型是”开放“或者内部天花板勾选了可穿透的，那么风的内压力影响到上弦。建筑模型中应该存在闭合的外部墙体，因为系统根据外部墙体链检测外部挑檐区域和弦的内部区域。注意：用户应该在天花板模型对中生成对天花板的风荷载。风的正外部压力通过屋盖斜坡影响顶弦。风荷载添加在桁架的末端垂直处。

风荷载假设可以来自任何方向，用户应该选择建筑点最开放的地形等级方向。用户应按照建筑标准的要求选择建筑包围分类。系统不考虑风摩擦拉拽荷载。如果建筑宽深比或者平均高度不满足建筑标准的要求，自动生成风荷载可能会失败。那么用户需要手动使用平均荷载值或者点和线荷载。

屋盖上的集中荷载

集中荷载值取决于荷载分类（这可能根据建筑标准而改变，例如荷载分类A中集中荷载=1 kN，国标，民用建筑）。程序默认使用建筑标准规定值。数值可以在设计标准对话框中的屋盖标签中改变。如果数值被改变，可能不再满足建筑标准的要求。系统默认桁架之间不分配集中荷载（荷载分配系数=1），若屋面存在桁架之间的横向支撑，例如檩条，那么可以按照其刚度可以在构件末端创建焊接连接。这些连接在桁架工程分析中也类似为铰链连接。系统默认集中荷载施加在最危险的位置，包括横跨中部，支撑点附近以及挑檐末端。

用户添加的底弦点荷载

点荷载默认在水平建筑商添加点和在。如果点和在在屋盖层，那么点和在施加在桁架的顶弦上。如需要把点荷载施加在底弦上，用户需要在3D中移动点和在。选择点和在并抓住红点来移动点荷载。在3D界面下使用Z轴约束选择位置，把荷载下移到底弦。荷载必须与底弦面对齐，否则在力学计算过程中会出现关于荷载位置的错误信息。 

设定有效荷载组合

使用在工程选项卡中的荷载组合功能来设定有效荷载组合。在设计中一系列的荷载模式被生成，并且这些荷载模式通过所选的荷载组合生成一定数量的荷载情形。在生成桁架荷载模式时，所有可变荷载，例如活荷载会在每个桁架顶弦构件上根据当前分割点的位置打开或者关闭。

如果集中荷载值在设计标准对话框中给出，在力学计算中桁架底弦受可以移动的集中荷载。这个集中荷载则位于承重件旁边靠近横跨中部或者靠近悬臂梁的末端，并且只有恒荷载有作用。

运行桁架计算

在工程菜单下的分析组中找到开始桁架计算功能。应该在2D界面当中进行。在设计标准对话框中设定设计标准，然后选择需要分析的桁架。

系统会根据桁架结构生成桁架分析模型。桁架顶弦和底弦是连续的，并且腹杆用铰链连接节点的方式连接到弦上。

系统使用欧拉-伯努利梁和第一线性分析求解桁架结构的静态受力。在主坐标轴系统中本地方向的剪切形变可以通过根据建筑标准定义工程截面的（Ay和Az）有效面积来加入到考虑中。梁构件的末端应该不存在扭转的限制。

侧面的（非平面内）屈曲和扭转屈曲有效长度根据用户输入设定。

扭转屈曲长度=扭转支撑之间的距离（阻止旋转）。

侧面屈曲长度=横向支撑之间的距离（组织横向位移）。

有效长度取决于支撑类型。

检查力学计算结果

这些错误或者警告信息在运行力学计算后出现。警告信息仅用于告知用户分析时需要注意的事项，不会影响力学计算结果。错误信息则包括了影响力学计算进行的模型问题以及承载力不足的信息。用户可以在计算信息对话框中选中这些错误，这样这些错误的发生位置会被指出。 对于常见错误信息以及其解决方案，请见工程警告与错误一文。

也可以在3D截面中进行对错误信息的检查：

在3D模型下查看选中的桁架计算结果，在弹出菜单中选择打开桁架计算结果。这个功能会隐藏模型中其他构件并且正面展示选中桁架。失效的桁架构件会以红色显示。当鼠标位于构件上方，弹出对话框会显示关于构件工程结果更多的内容。在显示的内容下点击“显示结果”，可以显示桁架构件的结果柱状图。用户可以使用快捷菜单中的承载力结果报告把桁架构件的计算结果输出到Excel表格中。结束后，在弹出菜单中选择关闭桁架计算结果回到模型中。

用户可以使用工程菜单中的桁架打开桁架力学计算结果图纸。设计结果图纸显示每根桁架构件和连接件的应力指数。连接件的力学计算承载力需要被定义才能显示这些应力指数。工程错误信息，支撑反应力信息和所需屈曲限制的间隔列表也会显示在工程图纸中。

关于建筑标准

力学计算中的公式

力学计算是根据建筑标准建立的。如果需要更多信息，使用的公式可以在建筑标准设置中找到。具体请参照力学计算说明。根据建筑标准的要求，屈曲分析会按照所需限制间隔或者工程构件屈曲求解。

横截面的定义

在Vertex BD中，模型的很界面可以在系统设定菜单中的截面库功能中定义。力学计算用的截面库应该有主轴（中心轴）位置和套模型界面中心旋转的信息。截面模型坐标系统有从左到右的x-x轴和从下到上的y-y轴，但截面工程坐标系统则为从右到左的z-z和从下到上的y-y。所有截面工程参数都可以在建筑标准设置文件中定义。

不同的建筑标准可能会有不同的工程截面参数，这是因为建筑标准的工程公式可能需要特殊的参数。下图是一组需要的横截面参数。参数名指的是横截面工程坐标中的。因为工程截面坐标系统与模型截面坐标系统不同，建筑师应该从工程公式中检查这些工程界面参数的实际含义。

承载节点

连续承载件使用两个分开的位于连续承载末端的承载点模拟，或者用一个位于中间的承载点加上承载点之间的假设跨距模拟，这取决于所用的建筑标准。分开的或者连续的承载点的位置也取决于建筑标准。通常设计跨距应该比承载之间的净跨距要大一点。在末端支撑的承载节点位于离末端支撑朝内的一段小的距离，内部分开的支撑节点位于承载中间。