SAP2000总结

SAP2000总结

(2012-07-28 17:34:56)

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杂谈

在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下

1.轴网：

a：文件---新模型---轴网。笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形。添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐标，可以通过屏幕右下方的选择区切换。

b:文件---导入：CAD文件、EXCEL等。

注：cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs 中X、Y、Z、轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向），也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。

c:程序自带的已定义属性的三维“框架”。

1.1：修改轴网：

转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改。

编辑数据---修改显示系统----粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统修改z轴坐标，构件会随着轴网一起移动。.

2．定义材料：

定义---材料（有快速添加材料和添加新材料）。快速添加材料是程序已经定义好了的，可以定义钢和混凝土，当“快速添加材料”中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料”中定义。

3.定义截面:

框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等。

面截面：Shell（壳）、plane（平面）、Asolid（轴对称实体）

Shell: 膜（仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用）；

壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元,当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形）

板(仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁)

4:绘制模型：

一般是定义好某种截面后再绘制该截面。

绘图---绘制框架/索/刚束、快速绘制框架/索/刚束、快速绘制支撑、快速绘制次梁、绘制矩形面单元、快速绘制面单元… 或者点击sap2000左边的快捷键

可以切换不同立面，不同平面，再执行带属性复制命令:框选要复制的构件---编辑---带属性复制。

注：绘制xxx可以自己指点杆件的长度、板的大小而快速绘制xxx只绘制形成节点的杆件和板面。

改节点标高：编辑---编辑点---对齐点。

布置梁、柱时，continuous为固结，pinned为铰接。

绘制一榀框架后，可以利用“拉伸点成框架/索”来完成其它榀框架的绘制:框选---编辑---拉伸---“拉伸点成框架/索”。

绘制板时，选择none则不计板重但可以传递荷载。

柱、梁偏心：框选要偏心对象---指定---框架---插入点，选择偏心方向及偏心长度。墙偏心---框选面对象---指定---面---面厚度覆盖项，选择“自定义节点偏移由对象指定”（先

要显示“局部坐标轴”）。

开洞：框选要分割的面---编辑---编辑面---分割面。

Satwe梁刚度放大：将需要放大刚度的楼面梁选中，并设置为一个组

带属性复制：

有时导入dxf也会出现这样的问题。坐标的精度太高，sap计算会出问题。

解决办法：1，在sap中复制全部。2，在excel中打开空表并粘帖。3，在excel中统一调整各列的精度。然后全选并复制。4，在sap中粘帖。

改变框架单元的截面属性：框选构件---指定---框架---框架截面

4.1：楼板、剪力墙剖分单元

把楼板、剪力墙布置完后，框选要剖分的楼板、剪力墙---指定---指定---面---自动面网格剖分，以最大尺寸自动剖分面为单元。（对于膜属性的单元可以自动根据梁、墙位置进行剖分。对于壳和板，需要人工设定剖分）

圆板进行网格划分：如果采用柱坐标，板中心处会有不合理的三角形单元；在sap中要建立圆板模型，最好使用模板中的圆板模型，那个是已经划分好的模型，能够保证足够的计算精度。

4.2：特殊定义：

端部弯矩、扭矩释放（指定---框架---释放/部分固定）;刚域（指定---框架---端部偏移，弹出框架端部长度偏移对话框---刚域系数）；

节点限制（指定---节点---束缚）：

body(刚体限制)：所有被限制节点作为一个三维刚体一起移动，模拟刚性连接。Diaphragm(刚性隔板限制)：刚性楼板与整体坐标系X-Y平面为刚性平面，位于X-Y平面各节点无相对位移，但不影响平外面变形。一般用来模拟楼板，每一层加一个diaphragm，否则计算出来的周期相差很大。

Plate(刚性板限制)：可以抵抗平面外变形，但不影响平面内变形。

Rod(刚性杆限制)、

Beam(刚性梁限制)、

Equal(相等限制)。

定义刚性楼板：选中一层所有节点，通常constraint Z轴，注意这样定义的楼板在垂直Z轴平面内刚度无限大。

自动线束缚：sap中自动线束缚是针对面与面间剖分不一致，而去施加边界强制协调的。自

动线束缚就是把两个独立绘制的面合二为一一样。如果本身就是一块整的板单元，人为剖分后再施加线束缚那是没什么意义。sap2000按三维框架模板建模后不需要定义板自动边束缚，模型建好后，壳单元和框架单元自动耦合。

5：施加支座约束：

切换到最顶层----框选要定义支座的节点----指定---节点---约束（固接、铰接、滑动…）

6:定义荷载工况：

定义---荷载模式；类型有：DEAD(恒载)、SUPER DEAD(附加恒载)、LIVE(活载)、ROOF LIVE(屋顶活载) 、WIND(风载) 、QUAKE(地震) 、SNOW(雪载)…

注：自重乘数，般都填写0，

地震、风荷载定义时都要选择规范，可以单击右侧的“修改侧向荷载模式”，选择x或y方向底部剪力法、基本地震和风信息等。底部剪力法：即荷载为倒三角形分布。

ROOF LIVE(屋顶活载)：质量源组合中不能组合屋面活荷载。

7：施加荷载：

面荷载：框选面---指定---面荷载---均匀（壳）

线荷载：框选杆件---指定---框架荷载---分布

点荷载---框选节点---指定---节点荷载---力

温度荷载---框选杆件---指定---框架荷载---温度

风荷载：自动计算风荷载不能随便用，根本不知道自动计算的荷载准不准确，只能手动加面荷载。----选择风力作用来自于面对象，之后定义体型系数。风荷载一种是通过刚性隔板，通过点束缚，假定平面内无限刚，通过刚性隔板宽度、高度，把风荷载施加在隔板的质心上，属于简化计算；另一种是通过虚面none（有剪力墙时就直接通过剪力墙面对象），来传力，通过四个角点传力。此种方法需要指定给风荷载体形系数。

面荷载: 如果采用“均匀壳”方式加荷载，计算时采用的是有限元那一套理论，壳的刚度会参与了整体受力，并影响面荷载分配，楼板剖分愈精细，愈精确；“均匀导荷到框架”应该是按照塑性铰线概念，将每一块壳上的荷载按塑性铰区范围加载到相应的梁上（注意采用此种方法时，同一“区格”内的楼板不要剖分，否则导荷结果是错误的），壳的刚度不会影响荷载的分配。对于通常结构，建议同一“区格”内的楼板不要剖分，面荷载采用“均匀导荷到框架”的方法施加，楼板的面外刚度贡献可以通过修正梁的刚度实现，楼板的面内刚度贡献可以通过施加隔板约束实现。但这样会导致楼板自重通过膜节点直接传到支座（柱子）上了。均匀分布到框架只针对于施加荷载使用。想要楼板传力到梁，可以对楼板剖分。或者用none 楼板，自重手动做荷载施加时指定分布到框架。

节点荷载：建筑物而言,外加荷载如隔墙和楼面活荷载等,在做静力分析时,可以通过荷载方式计算其效应,但当做动力分析时,必须将它们的质量考虑进去,因为质量会影响结构周期的,这就是要人为施加点质量或线质量的原因。

恒载输入：一般情况下是按照楼面（不计构件自重）荷载指定给构件。然后在定义荷载模式时，DL自重系数取1，代表自动计算并加入构件自重。然后定义质量源的时候采用“来自荷载”，定义为" 1DL+0.5LL"。

8.定义质量源：

定义---质量源---来自荷载（一般都选择来自荷载）；质量源组合时有一个“乘数”即荷

载组合系数。

sap2000时程分析时框架结构填充墙：地震力只与每层质量有关，时程分析时所加荷载根本不影响结构的周期振型等一些特性，模态分析和时程分析都是基于结构的质量信息。在中国规范中，重力荷载代表值就定义了求解地震作用时结构质量的计算方法。所以，质量源的定义是很重要的，将自重、附加恒载定义为dead load，在质量源定义中选择来自荷载，按规范考虑恒活组合，结构质量就等于组合后求得的荷载除以重力加速度。

9.荷载工况

定义---荷载工况---可以定义不同的分析类型，如下所示：

静力分析（static）：不考虑惯性力的影响，内力、位移不是时间的函数。

模态分析（modal）：计算结构振动的模态，有特征值法和Ritz向量法。

反应谱分析（Response Spectrum）：静力方法计算由加速度荷载引起。求出各阶振型的结构反应，再进行组合，以确定结构地震内力和变形。

时程分析（time history）：荷载随加载时间变化，需要时程函数，求解方法是振型叠加或直接积分，要输入地震波或人工振动。

弹性屈曲分析（Buckling）：在荷载作用下屈曲形态的计算。

首先要定义“时程分析函数”、“反应谱分析分析函数”----定义----函数---选择需要的函数、填写相关参数。

其次再定义“荷载工况”：其中时程分析与反应谱分析都选择从Modal 中得到分析工况的振型，都要选择已定义的相关函数；反应谱分析中有些参数的含义：CQC(耦联) 、SRSS(非耦联)，方向组合:修正后的SRSS。

注:定义荷载工况“时程分析”、“反应谱分析分析”时要填写：加速度（Accel）比例系数。比例系数即规范中规定的加速度/人工波的加速度；结构质量转换成重力荷载代表值要乘以加速度g，因此规范中规定的加速度和人工波的加速度都转换成以g为单位的加速度后再相比，再乘以系数9.8（sap的单位为N/m/s）或者9800(sap 的单位用的是N/mm/s)。规范中的加速度单位g为gal，单位为cm/s2，比如规程中的8度罕遇要求是400g，即400gal＝0.4g。时程分析“输出时段大小”一般为0.01或0.02，根据总持续时间为10s左右填写“时间段”，对于同一个工程，地震波作用的总时间t可以不同，但输出时段大小应该一致。

时程分析首先应在“定义---函数”中定义几组地震波函数，可以选择从文件中读取地震波函数，再在“施加的荷载”中填写对应地震波函数，一般都是线性“弹性时程分析”，也可以进行非线性分析。“显示荷载高级参数”中可以填写其它参数，一般横波要晚于纵波到达结构，可以通过“到达时间“来定义实现。

pushover（静力非线性分析）过程：选择要添加塑性较的梁---指定---框架---铰—添加；定义---分析工况---静力非线性工况（采用荷载控制），再次定义一个静力非线性工况（push over），荷载类型为Modal（采用位移控制）；先运行其它工况，查看没有超筋等后（必须要运行），再修改push工况（刚度来自重力非线性工况）---运行这2个静力非线性工况---显示---显示静力pushover曲线---查看（视图---设置三维视图，选择push工况）。

在sap输入与X或Y轴成一定角度的反应谱：点击分析工况中修改反应谱工况，在分析工况数据中选中显示高级荷载参数后可输入反应谱的角度。

sap中材料阻尼、反应谱阻尼和反应谱工况阻尼：反应谱曲线中阻尼对计算结果影响比较大，而反应谱工况中的阻尼对计算结果影响不大，甚至可以认为影响可以忽略不计。

10.荷载组合：

定义---荷载组合---添加新组合；ADD:相加；Absolute：组合中的分析结果绝对值相加；SRSS；、分析结果平方和相加再开平方根；Envelope：组合中的结果得到最大和最小包络值。（也可

以在运行完后，要查看结果时定义荷载组合）

11：运行：

可以选择一种或几种分析工况运行。

12：查看运行结果：

12.1：内力：

显示---显示力/应力---框架/索：可以查看不同荷载模式下构件的弯矩、剪力、轴力图。

层间剪力输出：先将各层的柱子及其上部的点定义为一个组，模型分析完成之后在

定义菜单中的“截面切割”定义成各个组，这样就可以在时程分析的结果中查看截面切割的力，即各层的层间剪力。

12.2：挠度

显示---显示变形形状（不同工况下的变形形状）。

挠度限值：首先sap2000只能生成一些基于强度校核的默认组合，生成基于挠度校核的组合需要你先自行定义-》荷载组合；然后设计-》钢框架设计/混凝土框架设计-》选择设计组合，在荷载组合类型中下拉菜单中选择“挠度”，将下部左侧荷载组合列表中先前自行定义的挠度荷载组合选中，添加到右侧设计组合列表中

然后在首选项中选择考虑挠度，进行设计以后就可以显示挠度了。

12.3：钢框架设计：

设计---钢框架设计---查看/修改首选项

设计---钢框架设计---开始结构设计/检查----修改荷载组合--设计---钢框架设计---开始结构设计/检查-。

钢结构中应力比：设计--->钢框架设计--->显示设计信息: 设计输出:P-M Ratio Colors & Values-----屏幕上显示的是强度稳定应力比小于1，而红色是表示挠度的应力比超了。查看挠度的应力比。

sap2000配筋：SAP/ETABS配筋结果只给出四角和内部配筋，但没有分别给出两个方向的配筋，建截面时输入两个方向的钢筋，但钢筋根数和直径都可以变。

13.其它：

局部坐标：

框架单元：

1轴沿杆方向，2、3轴在垂直于杆轴平面内。

1-2平面竖直；除非杆件竖直（2轴沿+X方向），否则2轴一般为+Z方向；3轴水平，即处于X-Y平面内。

截面特性中1轴沿单元轴线，一般2轴为弱轴、3轴为强轴，但并非必须如此。

壳单元：

3轴为壳单元平面的法向。

3-2平面竖直；除非单元水平（2轴沿+Y方向），否则2轴一般为+Z方向；1轴水平，即处于X-Y平面内。

节点与自由度：

局部坐标轴用于定义节点自由度、约束、特性、节点荷载和表达输出，1、2、3轴默认与X、Y、Z轴相同。

刚片约束：

3轴为平面法向轴，1、2轴程序自动任意在平面内选择，因为平面轴的实际方向并不重要，只有法向方向影响约束方程。

点击视图>设置建筑视图选项，在对话框中勾选框架/索/钢束前面的局部坐标轴选项，可以显示红、白、蓝三个颜色的箭头，代表1,2,3 轴。参考美国国旗的颜色来记住这个是有效的方法，红色对应１轴；白色对应２轴；蓝色对应３轴。请注意这个视图菜单>设置建筑视图选项命令，设置局部坐标轴的显示不仅适用于框架对象，也适用于节点、壳面及连接对象。

14.理论、程序操作延伸;

14.1: sap对桁架结构进行稳定性分析: bucking分析相当于我们理解中的第一类稳定，这在实际应用中可以作为参考。真正的极值点失稳在sap中可以考虑的，根据沈教授写的网壳稳定分析中的一句话：结构的稳定性可以从荷载-位移全过程曲线中得到完整的概念。那么我们也可以这么理解，只要sap能做出这条曲线那么就可以解决问题，于是就利用到了sap基于位移控制的非线性分析。------当用户知道所期望的结构位移，但不知道施加多少荷载时，选择位移控制。这对于在分析过程中可能失去承载力而失稳的结构，是十分有用的。但是问题：一个是sap极值点分析的初始条件（即初始缺陷的处理）不好弄，比如网架规范要求考虑第一模态。但是sap无法象ansys那样将考虑的模态位移做为初始缺陷。另一个是无法准确的考虑材料非线性，目前常用的是采用非线性link单元和塑性铰来模拟，当然在某些情况下，比如只考虑几何非线性的稳定分析，这也足够了。

14.2：在sap里模拟预应力索的周期：将施加索力的那个工况作为非线性工况。然后在模态分析中，初始刚度源自添加索力的那个工况。否则通过在sap里施加负温度来给索施加预应力的! 温度只是以荷载的形式加上去的，并不能影响计算出的索的周期！但是实际上，索由于施加了预应力，自身的刚度增加，周期减小了。

14.3：时程分析方法：时程分析法中的振型叠加法和直接积分法的结果应该是差不多的。算出差很远可能是一些参数：例如阻尼比、scale、直接积分的各种方法如willon—theta的theta 值取的不恰当。振型叠加法计算必须算出足够多的振型，使各方向的质量参与系数达到90%以上。否则计算结果不正确。理论上，只要算的振型足够多，两者的差别不应该很大。SAP2000推荐使用振型叠加法，其计算效率和结果都要好于直接积分法。直接积分会出现迭代误差。

14.4：时程分析方法：时程分析法中的振型叠加法和直接积分法的结果应该是差不多的。算出差很远可能是一些参数：例如阻尼比、scale、直接积分的各种方法如willon—theta的theta 值取的不恰当。振型叠加法计算必须算出足够多的振型，使各方向的质量参与系数达到90%以上。否则计算结果不正确。理论上，只要算的振型足够多，两者的差别不应该很大。SAP2000推荐使用振型叠加法，其计算效率和结果都要好于直接积分法。直接积分会出现迭代误差。

14.5非线性：pushover中是定义塑性铰；动力分析有中有材料非线性和几何非线性两种，考虑材料的本构关系为一。考虑结构的大变形大位移小转角为结构p-d 效应即可。动力分析可以用link单元或hinge来考虑材料非线性，link可以用于振型叠加和直接积分两种情况，不能考虑下降段，计算效率高。hinge可以只能用于直接积分，能考虑下降段，经常处出现不收敛的情况。

14.6：。在sap2000中进行时程分析时，结构构件否屈服：塑性铰（hinge）一般不用来作时程分析，而只用来作静力分析。针对钢框架结构，进行弹塑性时程分析，在SAP2K中可以

采用塑性铰来考虑塑性问题，SAP2K中的塑性铰，是根据FEMA-273和ATC-40的规范的规定定义的。目前在SAP2K中主要针对frame单元的塑性铰，还没有shell单元的塑性铰类型。

14.7：RITZ向量法和特征向量法求解结构周期：用RITZ向量法和子空间叠代法都是近似的数值计算方法，振型阶数越高，误差越大。两者高阶振型应该是有差别的。一般来说，高阶振型地震响应很小，不必过分追求高阶振型的精确度。

当选取的里兹向量数目和结构的自有度数目相等时，里兹方法得到的结果和特征值的结果相同，因为此时里兹向量的基向量数目和结构的自有度数目相等，其空间和特征向量的空间相等，而对应于结构的满自有度空间对应只有一种空间展开形式，因此二者相同。用里兹向量方法进行地震响应分析时，其荷载空间分布模式为和结构质量相关量，其缺陷是当高阶模态对结构贡献较大时，其无法考虑。

14.8：时程分析：进行结构非线性分析时，重力荷载是必须要加的，因为结构首先是承受重力荷载，再在地震作用下反应。重力荷载的施加可以通过静力非线性分析工况，设置为时程分析的初始状态。考虑重力的非线性地震分析，先进行重力荷载的静力非线性分析，再进行时程分析。

14.9：型钢混凝土柱：采用自定义截面的两种材料组合，塑性铰可以自定义；默认PMM铰是不考虑压弯失稳的。可以添加一个新铰不采用默认参数，可以改里面的屈服模型，有ASCI 模型和FEMA模型，也有自定义模型-----是梁端铰，用RESPONSE算出截面的弯矩曲率曲线，输入SAP中；若需要的是柱端PMM铰，用RESPONSE算出截面的弯矩－轴力曲线以及弯矩－曲率曲线，输入SAP中，均用用户自定义。

14．10：框架柱所承担的底部倾覆力矩：框架承担的弯矩可以从截面切割中得到，楼层总弯矩可以在story shear中输出！----定义组--然后选中柱子和柱子底部节点，再进行截面切割。

14.11：框-剪：剪力墙用壳单元模拟，直接输入面单元分析；剪力墙里面的配筋在内力分析的时候是不需要建到模型里面的。这个是目前结构计算所默认的基本原则。有限元分析可以得到shell单元的应变和应力，在指定位置（比如某个截面）积分可以得到该截面的内力。有了内力可以根据规范给出墙肢配筋。

14.13：pushover（静力非线性分析）分析,后如何得到顶点的最大位移,如何得到层间位移角?---- 点菜单File>Display Tables在Table对话框File> Print Table to File. 然后将文件导入Excel 或者Origin 进行数据处理，并绘制图线------可以从图形判断顶点位移，但是无法判断层间位移。在能力谱的下方，有一个PerformancePoint（V,D）,那个V就是对应性能点的底部剪力，D就是顶点位移。层间位移的求法，是通过这个性能点，找对应的pushover 的step，然后把那个step下的各层位移导出，用excel表格处理。还有一个方法，就是事先定义广义位移（每个广义位移对应一个层间位移），最后通过SAP的显示>绘图函数，绘制相应的图示。但是此法不推荐，个人感觉sap数据处理功能太差，拿它绘图太烦琐，也不好看。

pushover（静力非线性分析）：荷载施加控制Pushover 分析一般需要多个分析工况。一个典型的Pushover 分析可能由3个工况构成：第一个将施加重力荷载给结构，第二个和第三个可施加不同的横向荷载。Pushover 工况可以从零初始条件开始，或从前一个Pushover工况结束处的结果开始。例如，重力工况从零初始条件开始，而两个横向工况的每一个从重力工况的结束处开始。因为Pushover分析是非线性的，所以将其分析结果和其它线性或非线性分析叠加是不合理的。当按规范要求比较Pushover的结果时，需要在Pushover工况内施加所有适当的设计荷载组合。这可能需要多种不同的Pushover工况来考虑所有规范规定的设计规范荷载组合。当进行Pushover 分析时，必须在结构上施加代表惯性力的分布静荷载。一般地，将荷载定义为下面一个或多个的比例组合：1）自定义的静荷载工况或组合。2）作用于任意的整体X、Y、Z方向的均匀加速度。在每一节点的力和分配给节点的质量成比例，

且作用在指定的方向。3）从指定特征类型或RITZ类型振型的振型荷载。在每一节点的力和振型位移，振型角频率平方，及分配给节点的质量成比例。力作用于振型位移方向。对其他类型的分布形式，可以定义OTHER类型的静力荷载工况，分布为侧向分布的均匀或倒三角形分布，然后使用此静力荷载工况作为侧向荷载的分布。比例系数在位移控制情况下只表示相对比例，不代表荷载的绝对数值。

在Pushover分析中，荷载与指定的荷载样式成比例的施加给结构。指定荷载样式的初始乘数为零。随着Pushover 分析的进行，此乘数逐步增加，直至到达指定的Pushover 结尾，或在某些情况直至结构不能承受附加的荷载。可使用两种不同的方法来控制Pushover分析中施加在结构上的荷载：荷载控制和位移控制。每一个Pushover工况可使用力控制或位移控制。选择一般依赖于荷载的物理性质和期望的结构行为。在力控制时，需施加一定的荷载样式。使用此种荷载控制方法可以简单地将当前力的增量施加给结构。例如，假定当前施加给结构的力为150kN。在力控制时，SAP2000可简单的施加此荷载的50kN的增量于结构。在已知期望的荷载水平（如重力荷载），且结构可以承受此荷载时，应该使用力控制。若结构因材料屈服或失效，或几何不稳定而不能承受指定荷载，Pushover分析将停止。当位移控制时，将施加荷载直至在监控点的位移等于预先指定的位移。使用此种控制方法时，SAP2000先计算需要产生此位移增量的力增量，并施加此力增量至结构。例如，假定结构监控点的当前位移为3cm。进行位移控制时，SAP2000可简单地添加1cm的增量至此位移，来得到4cm 的总位移。然后SAP2000估计得到此位移所需的力，并施加此力于结构。因为在此荷载增加过程中可能发生结构的屈服或失效，SAP2000可进行试算和迭代来找到产生期望位移增量的荷载。若结构不稳定，则荷载增量可能为负。当寻求指定的位移（如在地震荷载中），所施加的荷载预先未知，或当结构期望失去强度或失稳时，应使用位移控制。虽然随着结构承载力的变化，所施加荷载可以增加或减少，预先存在的荷载（如重力）不会改变。若结构失去重力承载力，Pushover分析在到达目标位移前将停止。耦合位移通常是在一个给定的指定荷载下，对结构中最敏感位移的测量。它是结构中所有位移自由度的一个加权总和：每个位移分量乘以在那个自由度上施加的荷载，并对结果求和(所施加荷载作的功)。若选择使用共轭位移来进行荷载控制，其将被使用来决定是否荷载应被增加或减少。所指定的监控位移将用来设置位移目标，即结构应移动多远。推荐使用耦合位移，即勾选使用耦合位移选项，对分析的收敛有帮助。在监测位移区域中的监测一行上，定义要监测的点及其自由度位移分量。应选择一个对荷载（即荷载样式中定义的荷载）敏感的监测位移。例如，当荷载作用在方向UY上的时候，通常不应该监测自由度UX。同样不应监测靠近约束的节点。如果可能，监测位移在分析过程中最好是单调增加的。保存分析结果时，仅保存正位移增量表示SAP2000将不保存位移增量为负时的分析结果。

求解控制在每个时间步求解非线性方程。这可能需要重新形成和重新求解刚度矩阵，进行迭代直至解收敛。若不能实现收敛，则程序将步分割为更小的步再次运行。每阶段最大总步数是分析中允许的最多步数，可以包含保存的步和结果未被保存的中间子步。此值对分析时间进行控制。以一个较小值开始，得到分析所用时间的认识。如果分析在最大总步数里没有达到它的目标荷载或位移，可以用比较大数目的步数再一次运行分析，运行一次非线性静力分析的时间大致和总步数成正比。每阶段最大空步数表示在非性求解过程中，每步允许的空步数。空步发生于：1）一个框架铰试图卸载2）一个事件（屈服、卸载等）引发另一事件3）迭代不收敛和尝试了一较小的步。过多的空步数可能表示，由于灾难性的失效或数值敏感而导致求解停止。可设置一定的空步数，这样若收敛困难，求解将结束。如果不想分析由于空步数到达而结束，则设置此值等于最大总步数。每步最大迭代数用来确保在分析的每一步达到平衡。在程序试图使用一个较小的子步前，用户可控制在每步允许的迭代数目。在多数情况默认值是适用的。迭代收敛容差（相对）用来确保在分析的每一步建立平衡。可设置相对

收敛容差来比较作用在结构上的力值和它的误差。对于大变形问题，需要使用比其他非线性类型小得多的收敛容差值，以得到好的结果。尝试减小此值直至得到一致的结果。事件凝聚容差（相对）是非线性解算法对于框架铰使用“事件到事件”的策略。若模型中有大量的铰，则会产生大量的求解步。事件凝聚容差用来将事件聚合在一起，从而减少求解时间。当一个铰屈服或移至力—位移（弯矩—转动）曲线的另一段时，触发一个事件。若其他的铰接近经历自己的事件时，在事件容差内，它们将被视为好象它们到达了事件。这会引起在力（弯矩）水平的小量误差，在这些水平发生屈服或节段的改变。指定一个较小的事件容差将增加分析的准确性，代价是需要更多的计算时间。

Pushover分析方法与地震反应谱相结合，成为一种结构非线地震．响应的简化计算方法，能够计算出结构从线弹性、屈服一直到极限倒塌状态的内力、变形、塑性铰位置和转角，找出结构的薄弱部位，甚至能够得出比非线性时程分析更多的重要信息。通过Pushover分析，可以确定结构所能承受的地震烈度及在地震作用下能否达到抗震性能标准，从而判断桥梁是否需要进行加固及加固的先后顺序。这种方法主要用于进行地震作用下的变形验算，尤其是大震作用下的抗倒塌验算。

早在70年代初，Freeman就首次提出了Pushover方法，并将其与地震反应谱相结合，称之为能力谱方法。

sap2000学习笔记

1.在SAP2000中显示梁柱以及板的截面形状方法是：对于9.0以前的版本在菜单栏>显示>拉伸显示，在SAP2000中则不能再菜单中进行截面显示操作，其方法是：直接在浮 动工具条里点击，在弹出的窗口中选中，效果图见下图所示 2.在SAP中指定单元划分的方法是：菜单栏>指定>面>自动面网格划分>选择相应的 单元类型并指定单元尺寸。 3.北京水金土木的SAP指南一书中，第50页中的步骤九：定义静荷载工况内容中， 应为定义>荷载模式。只有地震荷载下，自动侧向荷载选项才是打开的 4.建立柱状模型时需要选择柱状坐标系，方法是在编辑轴网对话框中选择 在弹出的对话框中选择柱面坐标 5.定义变截面柱的方法是：先定义两个截面，然后在框架属性中选择other>变截面 （见下图）。变截面构件的定义需要事先划分成若干段，每个段再根据是否为恒截面进行相关定义。注意到EI33与EI22变量定义可有三个选择：即linear，parabolic 与cubic，即定义局部抗弯刚度的变化方式。效果图见下图所示。 6.定义组合及不规则截面，方法是：。另外还可以通过>显示弯 矩-曲率关系查看已经定义的钢筋混凝土截面的M-Φ关系（是否可以在设计中直接应用呢？）见PDF第89页：。 工具条中的，其功能分别为：显示相关曲线，弯矩-曲率关系，弹性应力。 在SAP中，截面总是预定义的，需要对截面尺寸进行修改。方法是：在左侧绘制工具条中选择相关操作后，在绘图区左击鼠标，然后点击鼠标右键，

， 进行尺寸修正。截面定义后，单击绘图区右下角的完成按钮，即返回截面名称定义的主窗口，确定即可。 7.定义截面属性为面截面时，壳单元非常有用，在平面和三维结构中模拟壳、膜和 板的性能，是模型中最常用的一种，例如结构中的楼板、墙、坡面等均以壳定义，壳单元是一个组合了膜和板弯曲行为的3节点或4节点单元（4节点单元不必是平面）。 板弯曲行为包括双向、面外、板旋转刚度部分和一个垂直于单元平面的平动刚度。薄板采用Kirchhoff公式，中厚板采用Mindilin/Reissner公式。厚板公式考虑了剪切变形的影响，计算更准确些。（板的设计见PDF98） 8.绘制点 9.墙体开洞 10．绘制螺旋楼梯 11拉伸面成实体 12．重定形 对于实体、面可以通过绘图命令中的重定形进行拉伸端点修正。 13.SAP中需要施加的荷载 14.施加集中荷载的方法 15.风荷载 16.隔板束缚 17.节点 18.单元局部坐标轴 19.拉压比限值 20.定义局部坐标系 方法是：定义完全局坐标系以及轴网以后，单击菜单栏>定义>坐标系统/轴网。该方法的好处是可以随时按自己关注的方向观察结构体，并且在局部特殊处理时方便。切换视图的方法是在图框右下角第一栏。 21.SAP中对于Dead默认为考虑自重系数，意味着当指定Dead恒载以后系统在计算时将自动加上构件的自重。对于一般活载应当指定自重系数为0。 另外SAP中的结果不会自动叠加。变形图或内力图显示时默认为某一荷载模式，即Dead。对于其他荷载，需要考虑综合效果时需要指定组合工况。

SAP2000v课程实例练习

Sap2000作业

本学期学习了sap2000课程，目前关于sap的教材不多，除了彭老师的《结构概念分析与sap2000应用》在网上各结构论坛上广受好评之外，北京金土木最新出版的《sap2000中文版使用指南》也进一步推动了sap2000在全国的深入应用。作为一种优秀的结构分析软件，它必将更加普遍，在工程设计中发挥更大的作用。 通过一个学期的sap2000学习，我收获的不仅仅是sap2000的一些知识。刚入学时，面对如此多的结构软件如ansys, sap2000,abaqus,adina,midas，我很迷惘。通过请教导师、师兄和同学，我渐渐有了初步认识。Sap2000内容博大精深，我期待自己能够在学习过程中每天进步一点点。 以下是用sap2000操作的几个例子。 1“框架作用”在桥梁立柱中的应用验算。 大学期间我们系里组织了去江苏江阴长江大桥参观见习。江阴长江大桥为“中国第一，世界第四”的特大跨悬索桥，全长3071m,主跨1385m, 以下为当时拍下的照片。

在参观工程师的伟大作品的同时，我发现该桥的立柱的梁截面尺寸明显要比柱的截面尺寸大，从上面照片上也可以看出来,估算其刚度也比梁的大许多。现在学习了sap2000之后，尝试对该桥立柱进行风荷载下的简单模拟。令梁柱线刚度比为λ，现对λ分别为1，2，4的三种不同框架在相同单位水平作用力下（F=1）的受力变形进行分析，建立模型如下：

输出结果如下： λ=1时，变形图与弯矩图： λ=2时，变形图与弯矩图：

λ=4时，变形图与弯矩图： 由以上sap2000输出的结果看出，λ=4时柱顶水平位移为λ=1时柱顶水平位移的一半，即在水平作用力下，梁柱线刚度比越大，其水平位移越小。这是因为λ=4时梁柱线刚度比较大，由于梁的约束，柱内弯矩要减小，而成对轴力将分担很大一部分倾覆力矩，这样框架作用程度很大，变形则减小。λ越大，横梁对框架结点转动的约束越大，在工程上一般当λ大于4时可认为是完全框架作用。江阴长江大桥的立柱很高，在索平面内两侧索的拉力基本平衡，但在出平面方向刚度很小，而垂直于悬索平面的水平风荷载很大，设置刚度很大的刚性横梁形成完全框架作用，可以大大提高悬索桥立柱出平面刚度和抵抗水平荷载的承载力。 2模板支撑和拆除施工阶段的模拟 框架结构钢筋混凝土强度为C30（E=3.0*107），梁截面0.2m*0.4m, 柱截面0.5m*0.5m。层高3m，开间6m。在计算中的荷载仅考虑结构自重的影响。每一层为一个施工阶段。

sap2000动力分析总结

sap2000动力分析总结 1、 sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？ 答： （1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。 marry11 （2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为 0.16g。 marry11 （3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。在时程分析中也同理。 Xfjiang 说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数，而地震反应谱。 （4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单 位。 Ngmxf （5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor设为重力加速度，单位一定要搞清楚。 sap的原意应该是进行地震方向组合用的。如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。 Z625 （6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是 m 、N、s。当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时 scale 是32.2。用lb, in时，scale 取386。其实就是为了使用不同单位时的统一。 Zucchini963 （7）我根据例题换算过,在N.m的状况下取该9.8。 scueng 2、在sap里面如何对桁架结构进行稳定性分析，具体如何操作啊？ 答：

sap2000常规实例详细操作步骤

题目一：不同荷载的作用及工况的考虑。

工况5局部坐标系下单元均布荷载 工况6局部坐标系下单元均布荷载 工况7局部坐标系下集中荷载荷载 一、建立模型： 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。→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：

sap2000使用心得

sap2000对混凝土楼板的处理 建筑结构中，楼板通常用膜单元来模拟，因为膜单元具有平面内的刚度。板单元力学行为与膜单元相反，只具有平面外的刚度，通常用来模拟地基梁。壳单元的力学行为膜单元与板单元之和在建筑结构分析中，对于一般平面布置规则、楼板没有过大面积开洞的结构体系中，混凝土规范允许假定结构平面内的刚度无限大，即采用刚性隔板假定。sap楼板在默认的情况下为弹性楼板，可以通过DIAPHRAGM来实现结构平面内无限刚性的假定。该约束用于：1、模拟建筑结构 混凝土楼板或者混凝土填充板，这种板拥有很大的平面内刚度。2、模拟桥梁上部结构的隔板，这些楼板一般具有很大的平面内的刚度。此外，要注意隔板约束的节点必须在一个平面内，否则，该约束将会有效地束缚节点面外弯曲，会使结构变刚，与实际不符。 sap2000入门栏2005年精华贴整理 作者：tumugg 提交日期：2006-7-3 10:52:00 1、局部坐标系 在sap2000中点、线、面等单元都有局部坐标系，且用了三种颜色（红、蓝、白）来表示其局部坐标。但我不明白这三种颜色究竟谁代表了axial 1、 axial 2、axial 3？ 答： （a）红色----1轴、白色----2轴、蓝色----3轴。king.zk （b）局部坐标系的规定如下： 1轴为轴向，从i点到j点。当杆件为水平时，2轴的方向与整体坐标系的z轴正向一致；而当杆件为竖直时，2轴方向与整体坐标系X轴正向一致，3轴为右手螺旋规则，依据1、2轴而定。 lijianning 2、SAP2000软件在建立模型时，无法考虑箍筋间距和箍筋直径大小，软件仅能就所配置的端面大小给予适当的箍筋量，而在实际工程中是要考虑这些的，涉及到截面剪力强度大小计算等问题。想问的是，现在很多设计院和研究所已将SAP2000用于实际工程的设计和抗震性能评估，这些结果可靠吗？不知SAP新版本会不会解决这个问题？2005-04-19 答：在实际设计的时候，sap会给出所需要的剪切钢筋面积，这与截面设计时候是否有箍筋没有关系。至于做抗震评估，如果这里你的抗震评估是指使用pushover方法的话，那么也许可以这么做：混凝土的本构关系采用受限制混凝土的曲线，让它来考虑箍筋的作用，这样将问题转移到定义合理的本构关系上去了。ocean2000 3、SAP2000截面设置的梁配筋问题 各位大侠：小弟初涉sap，有几个比较初级的问题： （1）在sap2000中，对于梁、柱的配筋，只对纵筋的截面进行定义，而在实际的结构设计中，还存在箍筋配筋的问题。 （2）在sap2000中，对于梁、柱的配筋，只给了一个截面进行定义，而在实际的结构设计中，梁两端和中间段的配筋有时是不一样的，还有柱也存在这样的问题，大家如何处理的？ （3）在进行pushover推覆分析中，要设置塑性铰特性，sap2000给出了默

sap2000算例及其学习心得

SAP2000算例及学习心得 摘要：SAP2000程序是由加州大学伯克利分校Edwards Wilson教 授创始的Structure Analysis Program系列程序发展而来的，是独立的基于有限元的结构分析和设计程序。SAP至今已经有许多版本面世，SAP2000是这些新一代程序中最新也是最成熟的产品。SAP2000 可以用于框架单元和壳单元的结构分析，因此我学习了sap2000并且提供一份框架设计算例。 关键词：SAP2000；算例；学习心得 一、问题描述 根据规范确定由DL、LL和EQ荷载引起的抗弯钢框架应力比。钢材料E=29000, 泊松比=0.3；底部铰接，所有梁-柱连接为刚性。其中梁：Hw400X400X11X18, Fy=34.5柱：Hw300X300X10X15, Fy=34.5。所有梁的跨间荷载为：恒载为1.0 （不包括钢构件的自重），活载为0.5；侧向荷载（地震）如图所示。框架无支撑长度，假设每层柱子在楼板位置有侧向支撑，假设梁在中心10英尺处设支撑。 二、模型建立 1.点击文件菜单--新模型命令，进入新模型对话框。 2.点击下拉框设置单位为Kip,ft,F。 3.点击“二维框架”按钮，显示”二维框架对话框。

在此对话框中：在“二维框架类型”下拉菜单中选择”Portal（门式框架）；在“层数”编辑框内输入3；在“跨数”编辑框内输入3；接受“层高”编辑框内的默认值12；在”跨度”编辑框内输入20。点击在梁和柱下拉列表旁边的“+”(加号)，进入“框架属性”对话框。 点击”导入新属性”按钮，进入”导入框架截面属性”对话框。在”框架截面属性”下拉列表中选择”Steel（钢材），点击”工字钢”按钮，进入”截面属性数据”对话框。” 选择”Chinese.pro文件，点击打开按钮，将显示可用的截面数据库对话框。 点击材料下拉列表旁边的”+”(加号)，进入”定义材料”对话框。 点击”快速添加新材料”按钮进入”快速定义新材料”对话框。在材料类型下拉列表中选择Steel”（钢材）。在指定材料下拉列表中选 择”Chinese”Q345”。点击”确定”按钮，返回定义材料对话框。

SAP2000地铁标准框架计算实例

SAP2000（2维）学习体会 一、研究图纸，选取适当的断面进行2维计算。构件的长度一般为每个构件中线到中线的距离。 二、绘制计算简图————————————————CAD建立几何模型 在CAD中绘制平面框架计算简图，计算跨度、高度取构件中心间距，需要注意的有以下几项： 1、将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元，在导入程序后会自动生成节点； 2、不要在“0”图层绘制，需新建一图层进行绘制，图层名可自定义。 计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件。 3.画图应以米为单位。 4.曲线，应分段为直线，再导入。 三、导入.dxf文件 1、打开SAP2000程序，在导入.dxf文件之前，先将右下角的单位一栏里的默认单位制改为“KN,m,C”，否则导入文件后会造成节点处出错； 2、选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件，在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为“Y”方向，由于上步已将单位制改为“KN,m,C”，此步中不需再做修改，直接确定；下一选框中frame应选中图层名称。 3、导入完成后点击“XZ”视角，即可看见计算简图。 4、也可以在SAP里面直接画图，点击“绘制特殊节点”先画出需要的节点， 然后点击“绘制框架/索单元”，选择不同的截面连接框架。 四、定义材料 点击“定义-材料”,在对话框中选择“CONC”（混凝土），点击“添加新材料”，在“材料属性数据”对话框中，填写各项参数如下： 材料名称：C35 材料类型：各向同性 密度：2.5 T/m3重度：25 KN/m3 弹性模量：31500000 KN/㎡泊松比：0.2 热膨胀系数：1.000E-05 剪切模量：13125000

sap2000常见问题汇总

转载： 以下问题收集整理自北京金土木官方，适合新手及有疑难杂症的朋友们查看，版权也在官方。由于是官方，其权威性高于网上流传的那些疑难解答类的文档，希望大家有问题时先看看这里面的内容。另外，由于SAP2000的版本在不断更新，有些老版本中的问题在新版本中已经得到了修正，因此看问题时注意看提出问题的时间。 01、问：右下角下拉菜单中的“Global” 指的是什么？2006/12/7 答：它指的是当前显示的坐标系。在同一个模型中用户可以建立多个坐标系，可以是笛卡尔坐标系或者柱坐标系。如果用户定义了多个坐标系，那么可以在SAP2000屏幕右下角的默认为“Global”的下拉菜单中进行切换。 02、问：怎样改变颜色的显示呢？2006/12/7 答：点击选项>颜色，选择显示或者输出来改变颜色。 03、问：能够随时改变单位制么？2006/12/7 答：可以点击右下角的下拉菜单，也可以在单独的选项对话框中，随时都能够改变单位制。程序可以在不同单位制间转换。但请注意，程序总是按初始的单位制保存文件。 04、问：怎样控制工具栏中显示的按钮？2006/12/7 答：点击顶部标题栏中的箭头指示或者边上左侧标题栏中的箭头指示，可以删除或者添加下面的按钮。 05、问：能够移动工具栏中的按钮么？2006/12/7 答：当然可以——拖住工具栏的双线指示位置，可以移动到不同的位置处，或者可以完全的关闭它。 06、问：如何设置一个窗口显示？2006/12/7 答：点击选项>窗口>一个窗口。程序能够显示从一个到四个窗口。 07、问：不用模板来建模，需要定义轴网么？2006/12/7 答：一般来说是需要的！一个考虑周全的轴网系统将会大大的提高建模的速度，并且在图形查看（可以查看平面视图或者任意轴的立面图）的时候能够提供更多的选择。通常通过捕捉轴网能够很快的绘制线对象或者壳面对象。在任何时候都可以对轴网进行修改、添加和删除。 08、问：如果偶尔选错一个对象，该如何去掉它？2006/12/7 答：简单的再次单击这个对象来去掉它，或者点击清除选择按钮…clr?来去掉全部所选的对象。注意到与这个按钮相邻的还有两个相关按钮，一个是…ps?按钮来获取前一次选择；一个是? all?按钮来选择全部点、线、面。 09、问：一次能够选择多个对象么？2006/12/7 答：当然可以。如果需要的话可以在模型中选择每个对象。请注意在选择这些对象以后，会在屏幕的左下角出现所选中点、线、面的数量。 10、问：如何显示构件的局部坐标轴？2006/12/7 答：点击视图>设置建筑视图选项，在对话框中勾选框架/索/钢束前面的局部坐标轴选项，可以显示红、白、蓝三个颜色的箭头，代表1, 2, 3轴。参考美国国旗的颜色来记住这个是有效的方法，红色对应１轴；白色对应２轴；蓝色对应３轴。请注意这个视图菜单>设置建筑视图选项命令，设置局部坐标轴的显示不仅适用于框架对象，也适用于节点、壳面及连接对象。 11、问：如何改变框架单元的局部坐标１轴？2006/12/7 答：首先，选择构件，然后点击指定>框架/索/筋>反转连接，可以指定交换构件的I端和J 端来改变局部坐标１轴的方向（同时遵从右手定则，将引起其他局部坐标轴的变化）。12、问：如何改变框架局部坐标２-３轴的方向？2006/12/7

学习sap2000的总结

学习sap2000的总结 1，荷载工况(load case)：是对各种荷载类型的定义（define），然后通过指定(assign)建立模型中空间分布的力、位移或其他作用(例如：温度)。这仅仅是建立了作用，荷载工况本身不在结构上产生响应。 2，分析工况（analysis case）：是定义荷载作用方式（静力或动力）、结构的响应方式（线性或非线性）、分析方法（模态分析法或直接积分法）。分析工况中包含荷载工况，分析工况可以对应一个荷载工况，也，可以是荷载的组合（多点风荷载、多维地震动）。运行分析工况才能得到结构关于荷载的响应。 3，定义组合(define combination ):是将分析工况的计算结果进行组合（计算机运行减少人工进行计算的工作量），常用的组合形式是线性（linear）叠加或者包络(envelope)。 扭转与振型耦联基本概念解释 结构扭转是结构的固有属性，如果是三维结构分析软件，都会考虑扭转效应的，如Rz，完全对称规则的结构（即质心和刚心重合，也有扭转振型，只不过振型是完全解耦的），如果作用的荷载不通过质心，一样可以造成结构扭转效应。CQC方法的真实含义并非是“考虑扭转效应”，确切的说法是“考虑振型间的耦联”，咱们规范的用语容易使人误解为CQC是考虑扭转，SRSS是不考虑扭转，这是不对的（至少是不确切）。所以，只要是真正的三维软件（比如框架单元每节点有六个自由度，三平动，三转动），结构的真实效应都可以体现，扭转亦不例外。 位移型多点输入 （1）将加速度是时程函数二次积分得到位移时程函数，对位移函数进行基线修正（消除位移偏移项），然后才能作为位移时程函数输入。 （2）在支座给定单位位移（确定位移输入方向），每个支座给定不同的荷载工况名称（体现多点输入） （3）建立时程分析荷载工况，按支座距离震中的远近给定相对的地震波到达时间。（不同点时程函数计算出来后，要有时间间隔，此时间间隔内后到达点输入时程函数为0层间剪力输出，在SAP中没有直接的层间剪力结果显示，但是可以通过“截面切割”定义选项来查看层间剪力。我的做法是先将各层的柱子及其上部的点定义为一个组，模型分析完成之后在定义菜单中的“截面切割”定义成各个组，这样就可以在时程分析的结果中查看截面切割的力，即各层的层间剪力。组定义在分析前做，但是截面切割的定义最好是在分析完成之后做。 粘弹性阻尼器实现 线性分析也是考虑阻尼的，只是与非线性的计算方法不同而已，线性分析时是在矩阵方程组强行解偶的过程中产生误差，但误差一般都是在5％以内；非线性分析我就不用说了，反复迭代求解，精度比较高。 1 .线性分析时在线性属性中输入参数，粘滞阻尼器只需输入阻尼系数，粘弹性阻尼器即需要输入阻尼系数又要输入线性有效刚度，按阻尼与弹簧并联模型设置参数； 2 .非线性分析时需要输入刚度、阻尼系数、阻尼指数（阻尼指数跟粘弹性材料有关，需厂家提供），粘滞阻尼器刚度应为阻尼系数的100～10000倍，一般按1000倍输入；粘弹性阻尼器需要按阻尼、弹簧串连模型设置刚度和阻尼系数。

SAP2000计算体会

SAP2000学习体会 以北陵公园站2-2横断面强度计算为例，总结一下SAP2000计算的步骤如下： 一、计算前准备：——————荷载计算 ①整理出计算断面所处位置的地质信息，确定地面标高、覆土深度、抗浮设 防水位标高等，计算出抗浮设防水位以下各土层的饱和容重与浮容重、结构侧面土层加权平均侧压系数等；②按抗浮水位计算出顶板土压力、顶板水压力、底板水浮力、侧墙水土压力，以上计算详见附页。 二、绘制计算简图————————————————CAD建立几何模型 在CAD中绘制平面框架计算简图，计算跨度、高度取构件中心间距，需要注 意的有以下几项： 1、将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元，在导入程序后会 自动 生成节点； 2、不要在“0”图层绘制，需新建一图层进行绘制，图层名可自定义。 计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件。 3.画图应以米为单位，图应在原点。 4.曲线，应分段为直线，再导入。 三、导入.dxf文件 1、打开SAP2000程序，在导入.dxf文件之前，先将右下角的单位一栏 里的

默认单位制改为“KN,m,C”，否则导入文件后会造成节点处出错； 2、选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件，在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为“Y”方向，由于上步已将单位制改为“KN,m,C”，此步中不需再做修改，直接确定；下一选框中frame应选中图层名称。 3、导入完成后点击“XZ”视角，即可看见计算简图。 四、定义材料 点击“定义-材料”,在对话框中选择“CONC”（混凝土），点击“添加新材料”， 在“材料属性数据”对话框中，填写各项参数如下： 材料名称：C30 材料类型：各向同性 密度：2.5 T/m3重度：25 KN/m3 弹性模量：30000000 KN/㎡泊松比：0.2 热膨胀系数：1.000E-05 剪切模量：12500000 设计类型：Concrete（混凝土） fcuk：30000 KN/㎡（立方体抗压强度标准值） fyk；335000 KN/㎡fyks：335000 KN/㎡ C40除以下两项与C30不同外，其余均与C30相同： 弹性模量：32500000 KN/㎡fcuk：40000 KN/㎡ 五、定义框架截面 点击“定义-框架截面”，在“框架属性”对话框中选择“Add Rectangular” （添加矩形截面），点击“添加新属性”，在弹出的对话框中定义截面名称、材料、深度、宽度： 1、截面名称自定义，为方便好记，可取拼音定义，如顶板取名为

SAP2000总结

SAP2000总结 (2012-07-28 17:34:56) 转载▼ 标签： 杂谈 在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下 1.轴网： a：文件---新模型---轴网。笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形。添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐标，可以通过屏幕右下方的选择区切换。 b:文件---导入：CAD文件、EXCEL等。 注：cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs 中X、Y、Z、轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向），也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。 c:程序自带的已定义属性的三维“框架”。 1.1：修改轴网： 转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改。 编辑数据---修改显示系统----粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统修改z轴坐标，构件会随着轴网一起移动。. 2．定义材料： 定义---材料（有快速添加材料和添加新材料）。快速添加材料是程序已经定义好了的，可以定义钢和混凝土，当“快速添加材料”中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料”中定义。 3.定义截面: 框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等。 面截面：Shell（壳）、plane（平面）、Asolid（轴对称实体） Shell: 膜（仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用）； 壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元,当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形） 板(仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁) 4:绘制模型： 一般是定义好某种截面后再绘制该截面。 绘图---绘制框架/索/刚束、快速绘制框架/索/刚束、快速绘制支撑、快速绘制次梁、绘制矩形面单元、快速绘制面单元… 或者点击sap2000左边的快捷键

Sap2000培训-1(面板计算)

SAP2000学习提纲 一、SAP2000简介 SAP2000是基于有限元法的结构分析软件，在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。建模简单、形象，建立结构几何模型的同时也建立了结构的有限元模型。 二、有限元分析方法 通俗地说，有限元法就是一种计算机模拟技术。有限元法最初的思想是把一个大的结构划分为有限个称为单元的小区域，在每一个小区域里，假定结构的变形和应力都是简单的，小区域内的变形和应力都容易通过计算机求解出来，进而可以获得整个结构的变形和应力。有限元法中的相邻的小区域通过边界上的结点联接起来，可以用一个简单的插值函数描述每个小区域内的变形和应力，求解过程只需要计算出结点处的应力或者变形，非结点处的应力或者变形是通过函数插值获得的，换句话说，有限元法并不求解区域内任意一点的变形或者应力。 三、SAP2000建模的基本步骤 1、SAP2000坐标系 SAP2000坐标系为右手坐标系。整体坐标记为x，y，z三个方向轴是互相垂直的并且满足右手准则。SAP2000总是假设z轴是垂直轴，自重总是沿-z方向作用。SAP2000以1，2，3轴表示单元局部坐标系。 整体坐标系的作用： 1）节点坐标的确定； 2）节点约束信息； 3）节点荷载； 4）整体方程组的建立； 5）节点位移输出。 局部坐标系的作用： 1）单元刚度方程的建立； 2）单元材料特性和截面几何特性； 3）单元荷载的输入； 4）结构的内力输出。

2、模型对象尽量与实际构件一致，尽量按照实际情况输入。 设置单位制 建模 方式一：模板建模CAD保存为dxf文件， 再将dxf文件导入SAP2000 设置轴网 定义材料 定义截面 绘制模型 施加支座约束 定义荷载工况 定义组合 运行结构分析 分析结果输出 3、建模之前首先选定单位制。 4、简单模型尽量由SAP2000直接建模；若用CAD建模，文件须保存为dxf文件，且使dxf文件中的图形位于坐标原点，且使图形坐标轴与SAP2000整体坐

SAP2000学习心得

以下是一个典型的新建模型中的钢框架设计步骤。 1.使用选项菜单> 首选项> 钢框架设计命令，选择钢框架设计规范及检查其它钢框架设计首选项，如有必要可作修改。 2.生成建筑模型。包括建模，加载，设定分析工况等等。 3.使用分析菜单> 运行分析命令运行结构分析。 4.使用设计菜单> 钢框架分析> 查看/修改覆盖项命令指定钢框架覆盖项。注意：在使用该命令前必须先选好框架单元。 5.如有必要，可使用设计菜单> 钢框架设计> 选择设计组命令指定设计组。 6.在钢框架设计中，如果要用到ETBAS 所提供的设计荷载组合默认值以外的数值时，则可单击设计菜单＞钢框架设计＞选择设计组合命令。 7.使用设计菜单＞钢框架设计＞设置侧向位移目标命令指定在各种荷载工况下的侧向 位移目标。 8.单击设计菜单＞钢框架设计＞开始结构设计/检查命令，可开始运行钢框架设计。 9.检查钢框架设计结果。可按下述之一进行： 单击设计菜单＞钢框架设计＞显示设计信息命令可在模型上显示设计信息。 当设计结果已显示时，在框架单元上右击，进入交互式设计模式，以便交互地设计框架单元。注意：当用户在此模式时，可修改覆盖项并立即看到新的设计结果。 如果当前没有显示出设计结果，则可单击设计菜单> 钢框架设计> 交互式钢框架设计命令，然后右击框架单元，进入此单元的交互式设计模式。 10.如有必要，再次使用设计菜单> 钢框架设计> 改变设计截面命令，修改所选框架单元的截面设计属性。 11.单击设计菜单＞钢框架设计＞开始结构设计/检查命令，可重新运行带有新截面属性的钢框架设计。使用上述步骤说明的方法查看结果。 12.使用分析菜单> 运行分析命令重新运行结构分析。注意：分析所使用的截面属性都是最新指定的设计截面属性。 13.将侧向位移值与侧向位移目标值进行比较。 14.单击设计菜单＞钢框架设计＞开始结构设计/检查命令，重新运行带有新分析结果和新截面属性的钢框架设计。使用上述步骤说明的方法查看结果。 15.如有必要，再次使用设计菜单> 钢框架设计> 改变设计截面命令，修改所选框架单元的截面设计属性。 16.如有必要，可多次重复步骤12、13、14 和15。 17.选择所选框架单元，并单击设计菜单> 钢框架设计> 使自动选择截面为空命令。该命令将从所选框架单元（如果它们已进行了钢框架设计步骤）中删除所有自动选择的截面指定。 18.使用分析菜单> 运行分析命令重新运行结构分析。注意：分析所使用的截面属性都是最新指定的设计截面属性。 19.验证所得到的侧向位移值是否在允许范围值之内。 20.单击设计菜单＞钢框架设计＞开始结构设计/检查命令，可重新运行带有新截面属性的钢框架设计。使用上述步骤说明的方法查看结果。 21.单击设计菜单> 钢结构设计> 校核分析与设计截面命令，可校核所有最终设计截面是否与最近一次的分析截面相符合。 设计是个反复的过程。开始运算分析的截面与设计完成时的截面往往是不一致的。必须确保使用最终的框架截面尺寸对建筑进行了分析计算，然后用这样得出的数据运行设计检查。单

Sap2000自学心得

本文由A.Sure整理，共进步 1.在SAP2000中显示梁柱以及板的截面形状方法 对于9.0以前的版本在菜单栏>显示>拉伸显示，在SAP2000中则不能再菜单中进行截面显示操 作，其方法是：直接在浮动工具条里点击，在弹出的窗口中选中，效果图见下图所示 2.在SAP中指定单元划分的方法 菜单栏>指定>面>自动面网格划分>选择相应的单元类型并指定单元尺寸。 3.北京水金土木的SAP指南一书中，第50页中的步骤九：定义静荷载工况内容中，应为定 义>荷载模式。只有地震荷载下，自动侧向荷载选项才是打开的 4. 建立柱状模型时需要选择柱状坐标系，方法是在编辑轴网对话框中选择 在弹出的对话框中选择柱面坐标 5.定义变截面柱的方法 先定义两个截面，然后在框架属性中选择other>变截面（见下图）。变截面构件的定义需要事先划分成若干段，每个段再根据是否为恒截面进行相关定义。注意到EI33与EI22变量定义可有三个选择：即linear，parabolic与cubic，即定义局部抗弯刚度的变化方式。效果图见下图所示。

6.定义组合及不规则截面的方法 。另外还可以通过>显示弯矩-曲率关系查看已经定义的钢筋混凝土截面的M-Φ关系（是否可以在设计中直接应用呢？）见PDF第89页：。

工具条中的，其功能分别为：显示相关曲线，弯矩-曲率关系，弹性应力。 在SAP中，截面总是预定义的，需要对截面尺寸进行修改。方法是：在左侧绘制工具条中选择 相关操作后，在绘图区左击鼠标，然后点击鼠标右键，，进行尺寸修正。截面定义后，单击绘图区右下角的完成按钮，即返回截面名称定义的主窗口，确定即可。 7.定义截面属性为面截面时，壳单元非常有用，在平面和三维结构中模拟壳、膜和板的性能，是模型中最常用的一种，例如结构中的楼板、墙、坡面等均以壳定义，壳单元是一个组合了膜和板弯曲行为的3节点或4节点单元（4节点单元不必是平面）。 板弯曲行为包括双向、面外、板旋转刚度部分和一个垂直于单元平面的平动刚度。薄板采用Kirchhoff公式，中厚板采用Mindilin/Reissner公式。厚板公式考虑了剪切变形的影响，计算更准确些。（板的设计见PDF98） 8.绘制点 9.墙体开洞

SAP2000与桥梁系列谈

郑重声明：本人所写的Sap2000与桥梁系列谈之一到Sap2000与桥梁系列谈之四，均为本人自己的使用体会，仅代表个人观点，不一定正确，各位网友如有任何异议，我们可以相互讨论。 我们的共同目的是让SAP2000更好的为我们服务！ Sap2000与桥梁系列谈之一： SAP2000是桥梁计算分析不可或缺的工具之一，它既有有限元软件的灵活性和精确性，又有工程专业软件的方便性。随着时间的发展，SAP2000目前最新版本已到了V11（关于V11的新特性可以从https://www.wendangku.net/doc/3f18605276.html, 上获得），与以前版本相比已大大扩充了其功能。从桥梁设计者目前对SAP2000的反应来看，大多数人对目前SAP2000的功能还不是很了解，我想这主要是因为大家平时工作比较忙，没有时间去摸索。因此，为了在节省时间的情况下让大家更好的使用SAP2000，我把个人对SAP2000的使用体会总结了四个系列谈，分四天贴到论坛里边。当然了这些都是个人观点，不一定完全正确，就算是我对大家使用SAP2000的一些个人建议吧，希望大家积极讨论，我们的共同目标是：更好的使用SAP2000，让它更好的为我们服务。 1 学习的途径： 1） SAP2000中文使用指南 这本书对SAP2000的基本操作讲的非常清楚，是初学者不可或缺的好书，也是使用SAP2000不可或缺的参考书。 2） 程序帮助菜单中的参考手册 这本书侧重于讲述程序的实现原理，想对SAP2000作较深入学习的用户一定不能落下此书。 3） 程序联机帮助 当用户不知道程序界面中的某个控件的含义是，使用联机帮助是个不错的选择，可以在当前界面下直接按F1键。 4） 金土木网站https://www.wendangku.net/doc/3f18605276.html, 和CSI 网站https://www.wendangku.net/doc/3f18605276.html, 可以从以上这两个网站获得很多免费的学习资料如软件学习视频等、免费的最新试用版，以及关于SAP2000的最新信息。 5） 钢结构论坛 论坛是我们相互交流的平台。 linshutao Digitally signed by linshutao DN: cn=linshutao, o=cks, ou=https://www.wendangku.net/doc/3f18605276.html,, email=linst@https://www.wendangku.net/doc/3f18605276.html,, c=CN Date: 2008.01.14 17:01:44 +08'00'

SAP2000计算体会

S A P2000学习体会以北陵公园站2-2横断面强度计算为例，总结一下SAP2000计算的步骤如下：一、计算前准备：——————荷载计算 ①整理出计算断面所处位置的地质信息，确定地面标高、覆土深度、抗浮设 防水位标高等，计算出抗浮设防水位以下各土层的饱和容重与浮容重、结构侧面土层加权平均侧压系数等；②按抗浮水位计算出顶板土压力、顶板水压力、底板水浮力、侧墙水土压力，以上计算详见附页。 二、绘制计算简图————————————————CAD建立几何模型 在CAD中绘制平面框架计算简图，计算跨度、高度取构件中心间距，需要注意的有以下几项： 1、将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元，在导入程序后会自动生成节点； 2、不要在“0”图层绘制，需新建一图层进行绘制，图层名可自定义。 计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件。 3.画图应以米为单位，图应在原点。 4.曲线，应分段为直线，再导入。 三、导入.dxf文件 1、打开SAP2000程序，在导入.dxf文件之前，先将右下角的单位一栏里的默认单位制改为“KN,m,C”，否则导入文件后会造成节点处出错； 2、选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件，在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为“Y”方向，由于上步已将单位制改为“KN,m,C”，此步中不需再做修改，直接确定；下一选框中frame应选中图层名称。 3、导入完成后点击“XZ”视角，即可看见计算简图。 四、定义材料 点击“定义-材料”,在对话框中选择“CONC”（混凝土），点击“添加新材料”，在“材料属性数据”对话框中，填写各项参数如下： 材料名称：C30材料类型：各向同性

sap2000钢结构廊架计算书

彩虹廊架结构计算书 一、设计依据 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《高耸结构设计规范》（GB50135-2006） 《户外广告设施钢结构技术规程》（CECS 148:2003） 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 《钢结构焊接规范》（GB50661-2011） 工程基本条件： 1、设计概况 工程名称: 工程所在地:武汉 建筑物安全等级:一级 建筑物设计使用年限:25年 基本风压:0.40kN/㎡（取100年） 地面粗糙度:B 基本雪压:0.50kN/㎡ 地震基本烈度:6度 结构构件应力比控制:0.90 二、计算简图 采用sap2000 v15.1.1软件进行计算 总高3米，顶蓬高2.9米。黄色杆件为?168x12圆管，蓝色杆件为120x80x4矩形钢管，青色杆件为120x60x4矩形钢管，材质均为Q235B。

三、荷载计算 1、 恒载 顶蓬面板为2.5mm 厚铝单板，龙骨加面板恒载Gk=0.4kN /m 2； 构件自重由软件自动添加。 2、活载、雪载 顶蓬为不上人屋面，活载为0.5KN /m 2； 雪载为0.5kN/m 2； 两者取较大值L=0.5kN/m 2。 3、检修荷载 悬挑雨篷最外端横梁处添加施工或检修荷载L2=1.0/m 。 4、风荷载 顶蓬面风荷载： 《建筑结构荷载规范》8.1.1：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下列规定确定： 1 计算主要受力结构时，应按下式计算： 0K z S Z ωβμμω= 根据《建筑结构荷载规范》8.4.1条规定，本工程可不考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响，故风振系数βz 按1考虑。 风荷载体型系数参照《建筑结构荷载规范》表8.3.1第29项次体型，取较大值负风压μs=-1.3及正风压μs=1.3两种工况体型系数。 风压高度变化系数μz=1.0 基本风压按100年取W0=0.4 kN/m2 顶蓬负风压风荷载标准值Wk=1x （-1.3）x1x0.4=-0.52 kN /m 2，放大按-1.0 kN/m 2计取； 顶蓬正风压风荷载标准值Wk=1x1.3x1x0.4=0.52 kN /m 2，放大按1.0 kN/m 2计取。 顶蓬横梁风荷载： 风荷载标准值按1.0 kN/m 2计取，横梁外包尺寸0.2m ，故横梁线荷载为1.0 kN/m 2x0.2x1=0.2 kN/m 立柱风荷载： 风荷载体型系数参照《建筑结构荷载规范》表8.3.1第37项次体型，取较大值μs=1.2 风荷载标准值Wk=1x1.2x1x0.4=0.48 kN /m 2，立柱直径为0.168，换算成线荷载为0.48x0.168x1=0.081kN /m