問題描述：
如下“圖-1”所示的兩跨連續(xù)梁橋，將其分別離散為桿系單元和殼單元后計算其在重力荷載作用下彎矩時，兩種離散方式計算的結(jié)果不一致。
圖-1 橋梁模型
解答：
CSiBridge中通過【更新】選項可將橋梁上部結(jié)構(gòu)對象離散為桿系單元和殼單元。通過操作：【上部結(jié)構(gòu)橫斷面>修改>轉(zhuǎn)化為自定義的橋梁截面>截面設(shè)計器】，進入【截面設(shè)計器】即可看到上部結(jié)構(gòu)具體分布形式。
默認條件下，【截面設(shè)計器】窗口顯示的是上部結(jié)構(gòu)離散為桿系單元時桿件所賦予的截面屬性，如“圖-2a”所示。通過操作：【Bridge
Section>show layout>Area model】,將截面的離散模型切換為離散成殼單元，如“圖-2b”中所示。
圖-2a 離散為桿系單元
圖-2b 離散為殼單元
觀察“圖-2a”和“圖-2b”可以發(fā)現(xiàn)，當將上部結(jié)構(gòu)離散為桿系單元時，上部結(jié)構(gòu)的真實面積是直接賦予了相應(yīng)的桿件，因此桿單元的質(zhì)量是與真實結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是一致的。但是將截面離散為殼單元時，由于劃分網(wǎng)格的需要，細分的殼單元網(wǎng)格在角點位置處必然會出現(xiàn)重合，如“圖-2b”中紅圈所示。在分析模型中，殼單元模型是基于每個單獨劃分的網(wǎng)格拉伸成分析單元進行計算，并沒有移除重疊部分。由于重疊部分，離散為殼單元的模型的上部結(jié)構(gòu)橫截面面積一般大于桿系單元模型，因此計算結(jié)構(gòu)自重工況時，兩者的計算數(shù)值不同。
通過命令：【顯示>顯示截面屬性】，分別查看上部結(jié)構(gòu)離散為桿系單元和殼單元時對應(yīng)截面的截面屬性，如下圖所示。從“圖-3a”和“圖-3b”中可以看到離散為桿系單元時，所賦予截面屬性的面積與構(gòu)件真實的面積一致，但是將其離散為殼單元時，其截面面積變大。兩者截面大小的比值為：7.1199/6.7444=1.055。
圖-3a離散為桿系單元截面面積 圖-3b離散為殼單元截面面積
分別將模型離散為桿系模型和殼單元模型，并計算其在重力荷載作用下的彎矩值。計算結(jié)果如下圖所示，提取跨中引起的最大負彎矩，兩者的比值為8558.76/8134.35=1.052，與結(jié)構(gòu)的面積比值一致。
圖-4a 離散為桿系模型
圖-4b 離散為殼單元模型
在實際工程中，分析模型往往會忽略一些非結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，而忽略掉了一些結(jié)構(gòu)的自重。為保守起見，有時候也會通過將自重乘以一個大于1的放大系數(shù)來考慮這些荷載。由于有限元計算單元劃分的問題，將上部結(jié)構(gòu)離散為殼單元時會少量增加結(jié)構(gòu)的自重，但是對整個結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計影響不大。