蒙皮风荷载操作指南

董 礼

在使用盈建科空间结构建模时，您是否经常被这样的问题所困扰：

1.空间结构是如何考虑风荷载的，它与总参数的风荷载有什么区别？

2.空间结构如果布置了蒙皮，并且输入了风荷载，它会不会与总参数的风荷载重复考虑了呢？

3.蒙皮风荷载有+X、-X、+Y、-Y四个方向，我需要同时输入吗？

4.如果蒙皮与整体坐标的X或Y轴有角度，程序是按投影面还是外表面算风荷载的总值呢？

5.蒙皮上的风荷载为面荷载，它是如何导算到杆件节点上的呢？

首先我们解答前两个问题，蒙皮风荷载与总参数的风荷载是两套独立的系统，程序是不会重复考虑的，总参数的风荷载通过参数的控制，可以只对非空间结构的标准层有效，对空间结构无效。空间结构的风荷载最好通过蒙皮风荷载进行施加。

总参数的风荷载通过以下参数控制，是否对于空间层起作用：

对于后面几个问题，相信大家看完下面一个完整的蒙皮风荷载操作实例，心中就自然有答案了。

  想要解答如何布置蒙皮风荷载，那就要先从什么是蒙皮的法向说起：蒙皮是有方向的，我们通常用法向来表达蒙皮的方向，可以指向建筑物的室外，也可以指向建筑物的室内。通常推荐指向建筑物的室外（具体原因在下文蒙皮风荷载方向时会讲到）。

如果模型比较复杂，自动生成的蒙皮法向方向不符合您的要求，可以通过【蒙皮反向】功能实现。

下面我们开始布置蒙皮风荷载了。由于蒙皮风荷载不受总参数中风荷载参数控制，因此空间结构的蒙皮风荷载参数需要在【蒙皮】——【风荷参数】中进行定义。

定义好风荷载的相关参数后，点击【荷载布置】，点击【添加】按钮。将工况类型选择为+X风，程序提供了【荷载值】、【体型系数】两种方式定义风荷载，通常选择【体型系数】，这样可以让程序自动根据《荷载规范》计算风荷载的数值，如果选择【荷载值】，用户需自己计算风荷载数值。需要注意的是，蒙皮风荷载的导荷方式仅支持法线方向。

    下图是将四个方向的工况设置完成的效果：体型系数分别为0.8和-0.5。

在布置蒙皮风荷载之前，需要给大家交代一下风荷载的正负号方向：程序规定与蒙皮法向相反方向为正，与蒙皮法向相同方向为负：

我们以风沿着+Y方向吹过来为例：

迎风面，风的方向是指向建筑物室内，蒙皮法向是指向室外，符号为正，因此+Y方向的迎风面体型系数为0.8。

背风面，风的方向是指向建筑物室外的，蒙皮法向也是指向室外，符号为负，因此+Y方向的背风面体型系数为-0.5（这就是为什么建议将蒙皮法向指向室外的原因）。

反之，风沿着-Y方向吹过来，因此-Y方向的迎风面体型系数为0.8；-Y方向的背风面体型系数为-0.5。X方向也是同样的道理。

在布置体型系数的时候，也遇到过用户提问，可否仅在+X方向迎风面输入1.3的体系系数，在-X方向的迎风面也输入1.3的体型系数。这与风迎风面和背风面分开布置0.8和-0.5有区别么？

区别是有的，虽然风荷载的总值是一样的，但是对于迎风面的杆件而言，体型系数是1.3与0.8差距是有的，也就是说这两种方式对于风荷载的分配是有影响的，建议还是按照0.8和-0.5分开布置的方式。

体型系数布置完成，程序会按照《荷载规范》8.1.1-1计算出wk。得到wk之后，乘以蒙皮的面积，就是这块蒙皮上风荷载的总值了。

值得注意的是，程序是按照蒙皮的法向来算面积的，不是投影方向面积，也就是得到的风荷载是沿着蒙皮的法向的。最终需要把蒙皮法向的风荷载投影到整体坐标系下的XY轴方向，这一点执行蒙皮导荷就能看到。

接下来是最重要的一步：蒙皮导荷

可以看到，对于有角度的蒙皮，他最终会投影到整体坐标系下的X、Y轴方向的。上图为+Y方向的风荷载，可以看到有角度的蒙皮是会在+Y单工况下产生X方向的分力的。

那么程序是如何将蒙皮上的面荷载导算成节点荷载的呢？我给大家列举了几种常见情况：

1）三角形蒙皮导算方法：按三角形形心将三角形划分为3个区域，每个杆件对应该蒙皮面积分摊的荷载。

2）四边形蒙皮导算方法：

3）任意多边形蒙皮导算方法：

以上就是蒙皮风荷载的所有内容了，相信读完本文的读者会对于盈建科的蒙皮风荷载与总参数风荷载的区别以及蒙皮风荷载如何布置都已经有了比较深入的了解了。