sap2000课程作业,例题

1、 选择计算量纲为KN,m,C 。

2、 点击File →New Model,出现摸板图案→点击Beam ，在数据输入编辑器中输入：跨度数=2，每

一跨长度=5→确定Restraints 没有勾选→OK 并叉掉三维显示窗口。

3、 选中右边杆件→从Edit 菜单中选Replicate 出现复制菜单窗口→单击Radial →选中Parallel to Y

→在Angle 里填入90度（另一个-36.87度）→然后删掉右边单元。 4、 选中左边单元的左端点→按鼠标右键出现点的信息→将X 坐标改成-2。 二、从定义菜单Define 中完成以下工作：

1. 定义材料：Define →Material →选钢STEEL →点击Modify/Show Material 可查看有关钢的弹

性模量及泊松比，修改钢的弹性模量为7

2

2.2510/E KN M =? .

2. 定义截面。Define →Frame Sections →Add/Wide Flange 下选择 Add Rectangular →Add New

Property →用默认名 在Material 域选Steel →在Dimensions 域Depth 和 Width 都改成0.3。→点OK 。

3. 定义计算荷载的工况，Define →Load Case →程序默认工况名为:DEAD ，用其默认值→OK 。 三、从赋值菜单Assign 中完成以下工作：

1、 修改约束：选中点3 →Assign →Joint →Joint Restraints 中只对Translation1打勾→OK 。

2、 选中点1 →Assign →Joint →Joint Restraints →点击绞支座→OK 。

3、 赋截面特征。选中工具栏中的all ，杆件呈虚线状态→Assign → Frame/Cable Section 指定杆件的

材料几何特性→按OK

四、从分析菜单Analyze 中完成以下工作

1、 设置结构分析类型：由Analyze →Set Analysis Options 出现图窗口选择平面结构按→OK 。

2、 运行程序：Analyze →Run Analysis →在弹出来的对话框中点MODAL →点 Run/Do Not Run Case

→Run Now 。

五、显示分析结果：

工况一：运行结果如下图：

变形图 弯矩图 剪力图

工况二：需要作如下修改

1. 点击 define →Load cases 命令来显示Define Loads 对话框。在此对话框Self Weight Multiplier

输入 0→点击Modify Load 键→OK 退出。

2. 选择节点4→点击Assign →Joint Loads →Forces 出现Joint Forces 对话框，在此对话框在loads

3.选择杆件3→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话

框→确认 Load Case Name为 DEAD→在 Uniform Loads域，输入 28→ok。

运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

工况三：需要作如下修改

选择节点2→点击Assign→Joint Loads→Forces出现Joint Forces 对话框，在此对话框在loads域的Force Global Z编辑格输入-78，Moment about Global Y编辑格输入-75→OK。

运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

工况四：需要作如下修改

选择杆件2→点击Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认Load Case Name为DEAD→在Uniform Loads域，输入24→ok。

运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

工况五：需要作如下修改

1.点击Set display Options工具按钮显示Display Options For Active Window对话框→在

Frames/Cables域勾选Local Axes格→OK。

2.选择杆件2→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话

框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择local ，在Direction中选择2，在 Uniform Loads 域，输入 -30→OK。

3.选择杆件1→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads

对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force 项，在Coord Sys 中选择Global ，在Direction中选择X，在 Uniform Loads 域，输入30

→OK。

运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

工况六：需要作如下修改

1.选择杆件2→点击Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认

Load Case Name为DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了Force项，在Coord Sys 中

2.选择杆件1→点击Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认

Load Case Name为DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了Force项，在Coord Sys 中选择Global ，在Direction中选择X，在Trapezoidal Loads 域，输入15、12.75、8.25、6→OK。运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

工况七：需要作如下修改

选择杆件2→点击Assign→Frame Loads→Point显示Frame Point Loads对话框→确认Load Case Name为DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了Force项，在Coord Sys 中选择local ，在Direction中选择2，在Point loads域，选Absolute Distance From End-i ，在Distance 处第一个编辑框输入2.5，在Load处第一个编辑框输入-68→OK。

运行结果如下图：

变形图弯矩图剪力图

以上工况得到节点3在Z 方向的位移如下表所示：

题目二：求下图刚域单元在荷载作用下的力变形。

83KN

76KN

36KN

E=2.0×108

KN/m 。

工况1：不考虑刚域，考虑楼板变形。 工况2：不考虑刚域，不考虑楼板变形。 工况3：考虑刚域，考虑楼板变形。 工况4：考虑刚域，不考虑楼板变形。

操作步骤

工况1：

一、建立模型

1. 选择量纲为：KN,m,C

2. 点击 文件→新模型→在新模型对话框中点击 二维框架→在二维框架对话框中，楼层数 输入

3，楼层高度 输入4.3→点击 确定 按钮.

3. 在3-D 视窗的右上角点击 “X” 来关闭此视图。

4. 按题目要求修改节点坐标，完成建模。

5. 点击 设置显示选项工具 按钮→显示 激活活动窗口选项 对话框→在节点域、框/架/索域分别

二、从定义菜单中完成下列工作：

1.点击定义→框架截面→在框架属性对话框中点击显示Add I/Wide FlangeC的下拉列表并选

择Add General 项→点击添加新属性→显示属性数据对话框。默认截面名称为FSEC1,在

横轴面积输入0.035，在围绕3轴的惯性矩输入0.003→点击属性数据和General Section对话框的确定键退回显示框架属性对话框→重复添加新属性，添加截面FSEC2、FSEC3、

FSEC4，横轴面积依次为0.03、0.045、0.05，围绕3轴的惯性矩依次为0.003、0.015、0.009，点击确定退出所有对话框。

2.点击定义→荷载工况→把荷载名称为DEAD的自重系数改为0→点击修改荷载→确定退出。

三、从指定菜单中完成以下工作：

1.选择杆件1、2、3和7、8、9，点击指定→框架/索/筋→框架截面→在框架属性对话框点击

FSEC1来高亮显示它→点击确定键。依同样方法给杆件12、15指定截面FSEC2，给杆件11、

10、14和13指定截面FSEC3，给杆件4、5、6指定截面FSEC4。

2.选择节点4，点击指定→节点荷载→力→在节点荷载对话框中荷载域X 编辑格输入36

→确定。依同样方法，选择节点3，力全局X 编辑格输入76，选择节点2，力全局X 编辑

格输入83。

四、分析运行：

1.设置结构类型。由分析→设置分析选项→选择平面结构→OK.

2.运行程序。点击运行分析键→显示设置运行的分析选项对话框→点击MODAL,并点击运

行/不运行工况→点击现在运行键运行分析

3.所得结果的图形及表格如下：

4.

变形图轴力图

剪力图弯矩图

TABLE: Joint Displacement

Join

t

Text

Output

Case

Text

CaseType

Text

U1

m

U2

m

U3

m

R1

Radia

ns

R2

Radians

R3

Radians

1 DEAD LinStatic 0 0 0 0 0.00073 0

2 DEAD LinStatic 0.00221 0 0.00007 0 0.00008 0

3 DEAD LinStatic 0.00269 0 0.00009 0 0.0000

4 0

4 DEAD LinStatic 0.00283 0 0.00009 0 0.00004 0

5 DEAD LinStatic 0 0 0 0 0.00069 0

6 DEAD LinStatic 0.00216 0 0 0 0.00012 0

7 DEAD LinStatic 0.00265 0 0 0 0.00005 0

8 DEAD LinStatic 0.00281 0 0 0 0.00004 0

9 DEAD LinStatic 0 0 0 0 0.00071 0

10 DEAD LinStatic 0.00215 0 -0.00007 0 0.00008 0

11 DEAD LinStatic 0.00264 0 -0.00009 0 0.00004 0

工况2：

其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：

选择节点2、3、4、6、7、8、10、11、12，点击指定→节点→限制→在指定/定义限制对话框中选择添加限制类型下拉格选择Beam，点击添加新限制，确定确定退出。

所得结果的图形及表格如下：

变形图轴力图

剪力图弯矩图

TABLE: Joint Displacements

Join

t

Text

Output

Case

Text

CaseType

Text

U1

m

U2

m

U3

m

R1

Radi

ans

R2

Radians

R3

Radians

1 DEAD LinStatic 0.00000 0 0 0 0.00063 0

2 DEAD LinStatic 0.00182 0 0.00007 0 0.00001 0

3 DEAD LinStatic 0.00206 0 0.00007 0 0.00001 0

4 DEAD LinStatic 0.00212 0 0.00007 0 0.00001 0

5 DEAD LinStatic 0.00000 0 0.00000 0 0.00061 0

6 DEAD LinStatic 0.0017

7 0 0.00000 0 0.00001 0

8 DEAD LinStatic 0.00209 0 0.00000 0 0.00001 0

9 DEAD LinStatic 0.00000 0 0.00000 0 0.00061 0

10 DEAD LinStatic 0.00176 0 -0.00007 0 0.00001 0

11 DEAD LinStatic 0.00201 0 -0.00007 0 0.00001 0

12 DEAD LinStatic 0.00208 0 -0.00007 0 0.00001 0

其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：

选择杆件10、11、12，点击指定→框架/索/筋→端部（长度）偏移→在框架端部长度偏移中选择自定义长度，在I端输入0.42 ，在J端输入0.72→点击确定键。依同样方法，杆件13、14、15 I端为0.72，J端为0.42；杆件1、4、7 I端为0.6，J端为0.7；杆件2、5、8 I端为0.8，J端为0.7；杆件3、6、9I端为0.8，J端为0.4。

所得结果的图形及表格如下：

变形图轴力图

TABLE: Joint Displacements

Join

t

Text

Output

Case

Text

CaseType

Text

U1

m

U

2

m

U3

m

R1

Radi

ans

R2

Radians

R3

Radians

1 DEAD LinStatic 0.00000 0 0.00000 0 0.00073 0

2 DEAD LinStatic 0.00221 0 0.00007 0 0.00008 0

4 DEAD LinStatic 0.00283 0 0.00009 0 0.00004 0

5 DEAD LinStatic 0.00000 0 0.00000 0 0.00069 0

6 DEAD LinStatic 0.00216 0 0.00000 0 0.00012 0

7 DEAD LinStatic 0.00265 0 0.00000 0 0.00005 0

8 DEAD LinStatic 0.00281 0 0.00000 0 0.00004 0

9 DEAD LinStatic 0.00000 0 0.00000 0 0.00071 0

10 DEAD LinStatic 0.00215 0 -0.00007 0 0.00008 0

11 DEAD LinStatic 0.00264 0 -0.00009 0 0.00004 0

12 DEAD LinStatic 0.00280 0 -0.00009 0 0.00004 0

工况4：

其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：

1.选择节点2、3、4、6、7、8、10、11、12，点击指定→节点→限制→在指定/定义限制对话

框中选择添加限制类型下拉格选择Beam→点击添加新限制→确定确定退出。

2.选择杆件10、11、12，点击指定→框架/索/筋→端部（长度）偏移→在框架端部长度偏移对

话框选择自定义长度，在I端输入0.42 ，在J端输入0.72→点击确定键。依同样方

法，杆件13、14、15 I端为0.72，J端为0.42；杆件1、4、7 I端为0.6，J端为0.7；杆件2、

5、8 I端为0.8，J端为0.7；杆件3、

6、9I端为0.8，J端为0.4。

所得结果的图形及表格如下：

变形图轴力图

截面1

一、建模：

（1）选择量纲为KN,m,C

（2）在file菜单中选择New Model,→点击Beam,→跨数输入4，跨长输入100。

（3）选中左边端点点右键修改x坐标，改为-160，同理,最右边端点改为160。

二、从定义菜单define中完成下列工作：

（1）定义材料，define→material ,选conc混凝土→点击modify/show material可修改混凝土的弹性

10pa，容重改为23KN/㎡→OK→OK。

模量改为E=3.5×8

（2）点击菜单define→frame /Cable section→在出现对话框Frame properties中的Add i/Wide Flange 下选SD section→点Add new property →点section designer→在CSISD界面中把上面那两个

截面画出来，定义为FSE!,FSE2。

（3）点击菜单define→frame /Cable section→在出现对话框Frame properties中的Add i/Wide Flange 下选Add Nonprismatic→点ADD New Property→采用默认名 VAR1,在Start Section下选择

FSE1在End Section 下选FSE2,在Length下输入1，在Length type 中输入Absolute,在

EI33Variation中选Parabolic, 在EI22Variation中选Parabolic。→Add→OK。继续定义VAR2，在

Start Section下选择FSE2在End Section 下选FSE1,在Length下输入1→Add→OK。三、从赋值菜单中Assign中完成以下工作

（1）给各杆赋予截面特性。选择要赋值的杆件→点Assign→frame /Cable/Tendon →frame sections 出现Frame Properties对话框，选要赋给杆件的截面→OK。

（2）选中工具栏中的(clr)清除选择。由Assign→clear Display of Assigns清除字符。

四、分析运行：

（1）设置结构类型。由Anlyze→Set Analysis Options出现图窗口，选择平面结构，OK.

（2）运行程序。Analyze→Run Analysis→Run Now。

五、显示分析结果：

Display→Show Force/stress→Frames/Cables 分别显示弯矩和剪力如图：

弯矩图

名Group1→OK→OK。

（3）重复（2）默认原组名Group2→OK→OK。

（4）重复（2）默认原组名Group3→OK→OK。

三、定义荷载工况名

从Define菜单中选中→Load case (出现荷载定义菜单，此时荷载名和荷载类型均为静力荷载即“Dead”) →OK。

四、定义分析工况名

中“MODAL”后，→按键“Delete Case”。

（2）点Add New Case 按钮，进入线性静力分析工况数据即“Analysis Case Date-Liner Static”，在Analysis Type下选中Nonlinear Staged Construction项

（3）在Stage Definition作用栏中按按Add，共按三次，然后选择第一个，在Data For Stage在Operation下拉菜单中选Add Structure在Group下拉菜单中选Group 1，点Add。在Operation

下拉菜单中选Load Added in group, 在Group下拉菜单中选Group 1，点Add。

（4）重复操作（3）将Group2 Group3也定义好。

（5）在“Other Parameters”下Result Save行点Modify /show→选“Start and End Of each stage”五、运行程序。

选Analyze菜单点Analyze-Run Analysis.

六、显示计算结果

从Display 菜单中→Show Force /Stress→Frame/Cable在Case/Comb Name中选中“Acase 1”→在Multivalued Options中选Step并调到3→选中“Moment3-3”选中“Show Values On Diagram”→OK。计算结果如下图所示：

（2）与一次加载进行对比

操作：从Display 菜单中→Show Force /Stress→Frame/Cable在Case/Comb Name中选中“Acase 1”→OK。

结果如下图所示：

题目五：应力混凝土

混凝土：E=4400 ksi, 泊松比=0.2 fc=6 ksi 索扭矩=200 kips

求解：确定承担 DL+LL+PRESTRESS 荷载组合的抗弯楼板。对比剖分为4块与剖分为20块的计算结果。

一、建模模型：

1、设置计算量纲为Kip,ft,F。

2、点击文件菜单→新模型,出现新模型对话框→点击梁，在梁对话框中：将跨数改为1，将跨度改为

30→点击确定键→叉掉三维显示窗口。

二、从定义菜单中完成以下工作：

（1）定义材料：定义→材料,选混凝土CONC→点击MOdify/Show Material可查看有关混凝土的弹性模量及泊松比，修改重量密度为0.15→点确定。

（2）点击在状态栏的下拉列，来设置量纲为Kip,in,f.

（3）定义→材料,选混凝土CONC→点击MOdify/Show Material。在弹性模量编辑格输入4400，在泊松比编辑格输入0.2在S指定混凝土受压强度编辑格输入6，在抗弯钢筋屈服强度输入

（4）点击定义菜单→框架截面命令来显示框架属性对话框→点击显示Add I/Wide Flange t 下拉列，然后点击Add Rectangular→点击添加新属性→在材料下拉菜单中选 CONC,在高

度编辑格输入30，在宽度编辑格输入18→点确定。

（5）在定义菜单→荷载工况来显示定义荷载对话框。在此对话框：在荷载名编辑格输入LIVE，从类型下拉菜单选LIVE,点击添加新荷载，在荷载名编辑格输入PRESTRES，从类型下拉菜单

选OTHER,点击添加新荷载，点确定。

（6）点击定义菜单→组合命令来显示定义反应组合对话框在此对话框：在工况名下拉列选DEAD点击添加按钮，此外，在工况名下拉格选LIVE,PRESTRES点击添加。然后点确定，来关

闭所有的对话框。

三、在绘制菜单中完成以下工作

（1）点击绘制菜单→框架/索/筋命令，显示对象属性对话框→点击线对象类型下拉列表并选择筋选项→点击梁一端的点，然后在梁的另一端点击以绘制该筋。当松开鼠标时，将

显示线对象筋数据2。

（2）点击抛物线计算器按钮→显示定义限定线对象抛物线筋布局2 对话框→点击左下角的快速开始下拉列表中选择1→点击快速开始按钮以更新筋布置数据表格。将在数据中

增加一行数据→在第一行数据的坐标2单元格中输入8→确认在第二行数据的坐标2

单元格中的数据为-12→在第三行数据的坐标2单元格中输入3→点击刷新按钮，将数

据表和图形显示区域的数据更新→确认勾选了对该筋使用计算结果复选栏→点击完成

按钮→回到线对象筋数据2 对话框。

（3）在该对话框的筋荷载区域点击添加按钮，显示筋荷载对话框→从荷载工况名下拉列表中选择 PRESTRES 荷载工况→在从这个位置增加区域选择两端同时地→在力编辑栏中

输入 200→确认所有的摩擦和锚固损失及其他损失参数为零。→点击筋荷载对话框和线

对象2筋数据对话框点击确定按钮，关闭这些对话框。

四、在指定菜单下完成下列工作：

（1）通过点击选择线（框架）对象→点击指定菜单→框架/索/筋→框架截面命令，显示框架属性对话框→在属性列表中点击 CONBEAM ，高亮显示它→点击确定按钮。

（2）在状态栏上点击下拉栏，将单位改为Kip,ft,F

（3）选择线（框架）对象→指定菜单→框架荷载→分布显示框架分别荷载对话框→确认荷载工况名为 DEAD→在荷载类型和方向域，确认选择了力项，和Gravity 方向→在

均布荷载域，输入 2.2→点击确定键。

（4）选择线（框架）对象→指定菜单→框架荷载→分布显示框架分布荷载对话框→选择荷载工况名为 LIVE→在荷载类型和方向域，确认选择了力项，和Gravity 方向→在

均布荷载域，输入 1.6，点击确定键。

（5）选择线（框架）对象→指定菜单→框架/索→输出站显示指定输出站间距对话框→在最小测站数编辑格输入 4→点击确定键。

（6）点击显示未变形形状按钮移除对框架输出站指定的显示

五、运行分析：

（1）点击分析菜单→设置分析选项显示分析选项对话框→点击平面框架XZ平面按钮→点击确定按钮。

（2）点击运行分析键显示设置要运行的分析工况对话框→在工况名列的高亮显示（选择）MODAL，点击运行/不运行工况键→点击现在运行键运行分析。

六、显示分析结果

（1）点击显示菜单→力/应力>框架/索显示对象力图对话框→从工况/组合名下拉格选择COMB1→在分量域选择弯矩3-3 选项→不勾选填充图形格→勾选在图形上显示数值

格→点击确定键来显示弯矩图。

（2）点击显示菜单→力/应力>框架/索显示对象力图对话框→在分量域选择弯矩2-2选项→点击确定键来显示剪力图。

显示4个输出站分析结构如下图所示：

变形图

弯矩图

剪力图

20个输出站操作步骤如下：

1.点击锁定/解锁模型键→当被问是否删除时，点击确定键。

2.选择线（框架）单元→点击指定菜单→框架/索→输出站命令来显示指定输出站间距对话框

→在最小测站数编辑个输入 20→点击确定。

3.点击显示未变形形状键来去除显示的框架站指定。

4.运行分析→现在运行。

显示20出站分析结构如下图所示

弯矩图

剪力图