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sap2000技术资料

SAP2000入门

●图形介面

SAP2000图形介面（GUI）用于建立模型，分析，设计及显示结构状况。

●结构模型

以如下的内容描述结构物

·材料性质

·梁、柱或桁架杆件的FRAME单元

·墙、楼板或其他薄板的SHELL单元

·表示单元接合处的JOINTS

·支承JOINTS的约束（RESTRINTS）及弹簧（SPRINGS）

·荷载含自重、温度、地震及其他

·经SAP2000分析后，亦可显示荷载导致的位移、应力及反力

图形介面提供多种有效工具去建立结构模型，甚至可利用内定基本模型及最佳设计去修正模型。

●坐标系统

所有位置的定义皆使用单一整体坐标系。此为三次元，右手定则的直角坐标系。三轴为X、Y、Z。

结构模型的各成份（JOINT，FRAME单元，SHELL单元等）皆依各自的局部坐标系去定义性质，荷载及反应值。局部坐标的三轴为1，2及3。

于建立或显示结构模型时尚可另建补助坐标系统。

●主视窗

含完整的图形介面。利用Windows的操作此视窗可移动，改变尺寸，最大最小化或关闭。主标题位于主视窗的顶部，显示程序名及模型名。

●功能列

位于功能列的功能含SAP2000所提供的大部分功能。

●主工具列

提供快速操作功能，特别是有关显示的操作，大部分功能皆可由功能列上执

行。

●浮动工具列

提供变更模型的快速指令，所有功能皆包含于功能列上。

浮动工具列可利用鼠标左键移动或变形。

●显示视窗

显示视窗显示模型的几何形状，亦可包括单元性质，荷载，分析结果。并可同时显示四个视窗。

各视窗有独自的视点，显示类型，显示选项。例如未变形模型显示于1个视窗荷载另1个视窗，动能变形于第3视窗，设计应力比于第4视窗。也可以为四种不同类型的未变形模型或其他，一个平面，两向立面及一个透视。

每次仅有一显示视窗“可动作（Active）”，浏览及显示操作仅于目前可动作视窗有效，可按一下标题列或视窗范围内使该视窗变为可活动。

●状态列

显示目前的状态讯息，可显示或改变使用单位的选择清单方块及现在游标位置，当显示变形或振态时的动能控制钮。

●浏览选项

可于各显示视窗设定浏览选项，此将影响结构物以何种形式显示于视窗上。

此选项可由主工具列的VIEW指令执行。不同浏览选项可作用于不同显示视窗。

●2D及3D影像

2D影像显示平行于坐标平面：X-Y，X-Z及Y-Z的单一平面。仅位于该平面的杆件才看得见,可随时变更该平面的面外(out-of-plane)坐标。

3D影像从使用者选定的有利位置显示全模型。可视的特件不限于单一平面。

视点方向由位于水平的角度及和水平面所成角度来定义。

●透视

3D影像可显示从透视至正投影的间。通常三向度面外模型者以透视影像显示较易辩识。若于2D影像选择透视显示，影像将变成3D，直至关闭透视时才回复。

亦可设定视角，其将定义有多接近结构物，角度愈大愈接近，但显示的结构物也更扭曲。

●移图，放大缩小，及最大最小范围

可放大(zoom-in)影像检视更细节的处，或缩小(zoom-out)影像显示更多的结构物。

放大缩小可依内定的增量，也可利用鼠标的拖曳选定结构物的局部加以放大。移图允许于显示视窗内，以按着鼠标左键移动作结构物的动态性移动。

可设定X，Y，Z的最大最小坐标。指定显示于视窗的结构物范围，移图，放大缩小仅对此范围的结构物有效。

●单元显示选项

可设定不同的选项，此将影声出现于显示视窗的结点与单元。此选项仅对未变形的模型有效。针对不同的构才类型有不同的选项。

选项包括是否要显现特定的单元类型及要显现单元的何种特性，如单元编号，性质编号，断面尺寸及局部坐标轴。

重要的选项的一为退缩单元影像(Shrunken-element view)，此选项令单元从结点上退缩，可清楚了解单元的连接模型。

●其他选项

可将网络线及整体坐标轴打开或关闭。可自取名称储存影像显示变数，并可于任何显示视窗呼叫出加以运用。

●网络线

网格为一组平行坐标轴线的“建造”线，形成“骨架”帮助结构模型的建立。

可于各方向依不同的间距定义任何条网格线。开始新模型时必须定义等距的网格，的后可增加，移动或消去网格线。

绘制(Drawing)操作时，内定为“跳”至网格变点，除非将此功能关闭，此功能使建立模型时能够较精确。移动网格线时可指定其上的结点是否随着移动。

●基本操作

了解基本操作有助于SAP2000的使用。较详尽的解说可参照下章的演练或线上说明。

●文件(FILE)操作

文件操作可由文件功能表中选出，主要使用于

·开始新模型(model)

·载入已存在的模型以便显示或修正

·储存作业中的模型

·输出解析及设计结果

新模型可由网格开始逐步建立或利用程序提供的预设模型。

已存在的模型可为，利用SAP2000图形介面所建，跟据SAP90或SAP2000格式的分析文字文件，以及由AutoCAD或其它程序所产生的DXF文件（仅含几何图形）。

模型可储存为标准SAP2000资料库（database）文件（SDB附加名），或其几何形状可储存为DXF文件用于AutoCAD或其它程序。

输出内容含输入，分析及设计资料的可列印格式，可显示并可设定输出格式，影像输出于显示视窗，动能力时变形的Video输出。

●绘制（Drawing）

用于增加新杆件（Object）至模型内修改杆件，杆件含Frame单元，Shell 单元及节点。

须按位于浮动工具列上的个按钮的一，进入“绘制模型”后方可绘制。相同的六个绘制功能也可由DRAW功能表选择。其操作如下：

·移动式变更有的杆件

·增加新节点

·以选定其端点增加新Frame单元

·以选定其角隅位置增加新Shell单元

·以选定钢或空间增加新Frame单元

·以选定网格空间增加新Shell单元

新节点可自动产生于Frame单元的端部或Shell单元的角隅位置。重复的节点或单元程序会自动删除。

于“绘制模型”中，鼠标左键用于绘制或编辑杆件，鼠标右键用语質间杆件的性质。

游标将“跳”到最近的节点及网格线交点（除非开闭此功能）。也可设定“跳”

至Frame单元及Shell单元的边。

于3D影像中无法真正知道游标位置，例如网格线及既有节点。2D影像时因第三向（面外）已知，所以可知游标的位置。

“绘制模型”与“选择模型”互有独占性，所以当程序处于“绘制模型”时无法作其它的操作。

●选择（SLECTING）

用于选择那些杆件将作下一步动作。

SAP2000采用“对象-动作”的观念，首先作选择再对这些杆件作某些操作，因此要作另外的操作前必须再选对象，例如编辑（Editing），设定（Assignment），列印及显示等操作。

须按位于浮动工具列上的选择钮，进入“选择模型”从后可选择。选择Slect 或Display功能列上任何动作时，都会使程序进入“选择模型”。

许多不同类型的选择皆有效，含：

·选择独立杆件

·于杆件的周围视窗

·线与杆件交叉

·指定特定的平面

·选择具相同性质的杆件

·尚有其他

于“选择模型”中，鼠标左键用于选择杆件，鼠标右键用于质间杆件的性质。

“绘制模型”与“选择模型”互有独占性，所以当程序处于“选择模型”时无法作其它操作。

●编辑（Editing）

编辑用于修改模型。大部分的编辑作用选定的一个或数个杆件。编辑指令可由Edit功能表中选出。含：

·剪下（Cutting）或复制（copying）选定杆件的几何资讯至Windows的剪贴簿。位于剪贴簿上的几何资讯可由其它程序编辑，如Spreadsheets。

·从剪贴簿将杆件的几何资讯贴上模型。此资讯为先前剪下或复制并可能经Spreadsheets程序编辑过者。

·从预设模组加入模型。

·删除杆件。

·移动节点，同时修正与其连结的杆件。

·以线性或圆弧性复制杆件。

·将Frame及Shell构件细分。

·其他

增加及贴上模型不需选择杆件，并可于Draw及Select模型先操作。其他操作须先选定杆件。

●设定（Assigning）

将选取的一个或数个杆件设定性质及荷载。设定指令可由Assing功能表中选出。含：

·设定节点的约束（Restraint），强制（Constraint），弹簧，质量，局部坐标系及荷载。

·设定Frame单元的断面性质，局部坐标系，端部解除约束（Releases），端部刚域（Off-set），输出位置，及荷载。

·设定Shell单元的断面性质，局部坐标系，及荷载。

·设定节点的类型值以定义温度及压力荷载。

·设定杆件的群组名以利于“选择”的操作。

●定义（Defining）

建立杆件的性质，非属几何形状的模型，包含：

·材料性质

·Frame及Shell的断面性质

·静荷载情形

·温度及压力荷载的节点类型

·杆件群组

·反映谱函数及分析

·压时函数及分析

·荷载组合

定义这些性质时使用Define功能表且不须预先选定杆件。

前五个性质可设定至选取的杆件。也可于进入设定功能表作设定操作时再定义。

最后三项目作用于整体模型，不须设定至任何杆件。

●分析（Analyzing）

当建立一个完整的结构模型后。可使用上述的功能去分析该模型以得到位移应力及反力。

分析前可先由Analyze功能表设定分析选项，选项内容含：

·分析时的有效自由度

·分析模型参数

·P-Delta分析参数

·写入输出文件的分析结果

·使用的RAM容量

执行分析可从Analyze功能表选择Run，或按下主工具列的Run钮。

程序将模型存为SAP2000资料库文件后，再检核及分析此模型。检核及分析过程中，分析引擎产生的讯息显现于监看视窗上。当分析完成后，可使用倦轴再现分析讯息，或按下OK钮则开闭监看视窗。

分析进行中SAP2000的其他操作皆无效，且于屏幕上显现于监看视窗。此时可执行Windows上的其他程序。若执行一个非常大的模型可能花费很多时间时可选择Analyze功能表的Run Minimized（最小化）代替Run。

●显示（Displaying）

用于检视模型及分析结果，图形显示，表格显示及函数图。大部分的显示类型皆可由Display功能表中选出。一部分也可由浮动工具列进入。

●图形显示

每一个显示视窗皆可选定不同类型的图形显示。每一个视窗也可有独自的原点及显示选项。

模型的有效显示含未变形的几何形状。荷载及使用于压力及温度的节点类型。分析结构的图形显示含静荷载变形，振能模型，Frame单元内力与弯矩图Shell单元内力，弯矩图与应力等高线图。变形及振能可为动能。

以鼠标右键按一下节点或单元将显示详细的分析结果。

●表格显示

于特殊文字视窗上每一次可显示一节点或单元的详细分析结果。从Display

功能表或浮动工具列上选取Output Tables模型后，每次以鼠标右键按一下节点或单元时将显现结果。显现于文字视窗者皆可列印。

另外，于File功能表选取Print Tables或Print Output Tables后，将可列印或显示选定节点及单元的表列资讯，如未选择节点或单元将输出整体模型的表列资料。此时能即时未进入Output Tables模型也可随时执行。

●函数图（Function Plots）

函数图为一变数与另一变数关系图。包含反应谱曲线及应时轨迹，两者皆为应时分析的结果。函数图显示于特定的绘图视窗也可列印。

显现反应谱曲线前，要先选定一个或数个有兴趣的节点。显现时轨迹前，要先选定一个或数个有兴趣的节点或单元。

●设计（Designing）

依照不同设计规范的需求检核钢骨或混凝土构架的单元。设计须于结构分析后才可执行。

钢骨构架单元可自动由使用者设定的一组断面内找出最小重量断面，该结构将被重新分析再作设计检核。

混凝土构架单元选择的规范自动计算出纵向主筋及剪力的断面积，不须再分析。

可图形输出应力比及设计参数。以鼠标右键按一下单-Frame单元可得表列设计资讯。另外，从File功能表选Print Design Table时，可列印或显现选定单元的表列设计资讯。

●复原（Undo）及重作（Redo）

SAP2000记得所有绘制，编辑，及设定的操作。因此可将先前一系列动作复原，若复原的动作超过时可“重作”这些动作。由主工具列的编辑功能表进入“复原”及“重作”。

●锁住（Locking）及解锁（Unlocking）

执行分析，模型自动被锁住以防止任何的改变影响分析结果及接著将得到的设计结果。也可随时自行锁住模型以防止模型的改变，或解锁允许模型的改变。由主工具列进入锁住及解锁。

于分析后将模型解锁时，回达到解析结果被删除的警告。假如不想另其发生，可于解锁前另外储存为不同名的文件。接续的改变将作用于新模型。

●再显现（Refreshing）显示视窗

执行某动作后，显示视窗必须重绘。为了节省时间并不自动执行。当想要使用中的显示视窗重绘及更新时按钮一下位于工具列的Refresh Windows钮。

●操作演练

●模型概要

用于演练的模型将作建立、分析、设计-检核，及修正的动作。

模型为从样本模型中选定的两种截面尺寸，5跨的桁架。

承受静载及活载的集中荷载并分析比两种荷载类型。

依AISC/ASD89执行设计应力检核，检视其应力比。

改变几何形状及荷载，重复上述的动作。

●建立几何形状

1.从File功能表选择New Model from Template﹍显现出样本模型的对

话框。

2.于对话框内：

·按一下斜坡桁架样本，出现斜坡桁架对话框。

·于对话框内：

跨度数改为5

核取约束方块

核取网格方块

接受桁架的内定高度及跨长

按一下OK钮

屏幕上显现模型的3-D及2-D影象，右侧为位于Y=0的X-Z平面。

左侧视窗显现3-D透视。

●定义结构截面

所有截面皆使用组合双角钢，将使用SAP2000提供的结构截面文件。该文件为SECTION.PRO，文件位于与SAP2000文件同一目录。

1.从Define功能表选择Frame Section……显现出Frame Sections对话框。

2.于对话框内：

·按一下汇入(Import)向下方块。

·按一下Import Double Angle(汇入双角钢)。接着显现截面性质文件对话框。

·于对话框内：

选取SECTIONS.PRO资料文件位置。

按OPEN（开启）按钮或连续按两下该文件名，以开启SECTION.PRO文件。

出现下拉式清单方块，显示出资料文件内所有的双角钢截面。

3.于双角铁清单方块内：

·利用卷轴按钮选定此模型中使用的截面2L5x5x3/4-3/8。

·连续按两下2L5x5x3/4-3/8。出现Double Angle Section对话框，显示出截面图形，截面尺寸及内定材料类型STEEL。

·按OK钮。将关闭Double Angle Section对话框。此时于Frame Section 对话框内，所选定截面的识别名(Label)将会加入位于Frame Section

对话框内，所选定截面的识别名(Label)将会加入位于Frame Sections

区域的内定截面名（FSEC1）的上。

4.重复操作上述2和3的动作选择另一双角钢截面2L4x4x1/2-3/8。

5.按OK钮。

●设定单元截面

此步骤中将上述的两截面定义至桁架的不同单元。双角钢截面2L5x5x3/4-3/8设定至上弦及斜弦，2L4x4x1/2-3/8则仅设定为下弦。

1.于立面上以“选范围”方式选取桁架的上弦材，操作如下：

·按一下位于浮动工具列上的Point Tool钮（箭头形）。

·移动指标至欲选择单元的左上侧。

·按一下鼠标左键并保持着不放开。

·按着鼠标左键移动至欲选择单元的右下。选定的范围出现“弹簧框线”。

·放开鼠标左键，选择了位于此范围内的所有单元。

2.利用交叉线(Intersection)选择斜向单元。

·按一下位于浮动工具列上的Set Intersecting Line Select Mode钮（左向右斜线图像）。

·移动指标至欲选择单元的左侧。

·按一下鼠标左键并保持着不放开。

·按着鼠标左键移动至欲选择单元的右侧。交叉线以“弹簧线”显示。

·放开鼠标左键，选择了与弹簧线相交的所有单元。

桁架的上弦材及斜材皆已选定，选择的单元变为虚线。

3.从Assign功能表选择Frame，并从次功能表选Section…。将显示Frame

Sections对话框。

4.于对话框内：

·按一下识别名(Name)范围内的2L5x5x3/4-3/8

·按OK钮

5.按一下位于浮动工具列上的Point Tool钮。

6.如1.所示以范围选择下弦材。

7.重复3.和4.的动作将2L4x4x1/2-3/8设定于上述单元。

屏幕显示出所有单元截面设定状况。

注：可随时从Options功能表的Preferences…改变显示的特性如增大文字尺寸等。

若要关闭截面识别名的显示时，按一下主工具列的Set Elements钮，解除Frames内Sections的核取状况即可。

●定义荷载类型

分析时考虑两种荷载类型。第一荷载类型为静荷载包含结构体自重。程序的内定名LOAD1作为此荷载类型。第二荷载类型为活荷载命名为LOAD2。

1.从Define功能列选Static Load Cases…(静力荷载类型)，出现Load Names

对话框。

显示出内定荷载LOAD1，此类型为Dead（静载）并包含1倍的自重。对第一荷载类型不须作任何修正，所以进行第二荷载类型的定义：

2.于对话框内：

·将LOAD1改为LOAD2。

·从下拉清单方块选择Live。

·将自重的倍数改为零。

·按一下Add new Load（增设新荷载）钮。两荷载类型的名称及类型显示于荷载清单方块。

·按一下OK钮。

●设定节点荷载

静载及活载皆以节点荷载形式作用于桁架的下弦材。静载及活载的大小各为-10kips及-40kips。

1.如设定单元截面的操作相同，以“选范围”方式选定位于下弦的节点。

2.从Assign功能表选择Joint Static Loads（节点静力荷载），再从次功能

表选Forces…，出现Joint Forces（节点力）对话框。

3.于对话框内：

·接受内定荷载名为LOAD1。

·于Force Global Z(整体坐标Z的作用力)位置输入-10。

·按OK钮。

●接着输入活荷载

4.按一下浮动工具列的Restore Previous Slection(ps)钮，此将再选择出

下弦的节点。

5.从Assign功能表选择Joint Static Loads（节点静力荷载），再从次功能

表选Forces…，出现Joint Forces（节点力）对话框。

6.于对话框内：

·改变荷载名为LOAD2。

·于Force Global Z(整体坐标Z的作用力)位置输入-40。

·按OK钮。

所有荷载已作用至模型内，此模型建立完成。

●分析此模型

接着分析此模型。

1.从Analyze功能表选择Run。出现Save Model File（储存文件）的对话

框。

2.于此对话框内：

·将模型储存成一个文件。此处设为TRUSS2D.SDB。

注：即使不输附加名.SDB，程序也会自动产生。

·按OK钮

打开上视窗，显示分析时的各步骤讯息，分析完毕时屏幕成静止状态。

3.利用上视窗的卷轴可再现分析分析时的讯息，并可检核是否有错误或警告

讯息。（此次应该没有）

4.按OK钮，关闭视窗。

●显示变形

分析完成后，SAP2000自动于可动作视窗上，显示该模型承受内定荷载类型LOAD1的变形。

现在将荷载类型LOAD2的变形显示于左侧视窗上。

1.按一下左视窗的任何地方，使其变成可动作视窗。

2.按一下位于主功能列的2D X-Z View钮，得到模型的立面图像。

3.按一下位于浮动工具列的Display Static Deformed Shap钮。此时显示

出Deformed Shape（变形）对话框。

4.于此对话框内：

·从下拉清单Load区选择LOAD2荷载类型。

·按OK钮。

注：也可从File功能表上选Print Output Tables…去显示表列的结果。可发现两种变形图即使荷载不同，但看起来相似。这是因为SAP2000为了

易于显示，而自动调整变形比例。

可利用位于屏幕下方的Start Animation钮，让变形成为动态。动态的速度可由位于此钮右侧的水平卷轴控制。

接着选择一个节点，去检视其变形值。

5.以鼠标右键按一下选择的节点。将打开一个浮动视窗，显示出选取节点的

正向及旋转变形值。此时选取的节点于屏幕上闪亮着。

●显示单元力

以绘出荷载类型LOAD1的轴力图形为例。

1.移开浮动工具列，暴露出整个桁架图。

2.按一下浮动工具列上的Display Member Force Diagram(显示单元力图)，

出现Display Member Force Diagram对话框。

3.于此对话框内：

·于Component 区选Axial Force。

·按OK钮。

显示出整体桁架的轴力图。此时可每次选取一个单元检视其内力。

4.用鼠标右键按欲检视的单元。将打开一个浮动视窗，显示出沿单元长度方

向的轴力变化。于浮动视窗内，可移动游标去看轴力的数值及其对应的距离。按视窗外侧则关闭视窗。

注：也可以相同方式，选择显示其他单元力或应力成份。

注：从File功能表选Print Output Tables去显示表列的结果。

●设计应力检核

使用AISC/ASD89规范去检视单元应力比。

1.从Design功能表选Start Design/Check of Structure。每一单元显示出

彩色的应力比。

2.以鼠标右键按任何单元。打开一个浮动视窗，显示沿单元长度方向各位置

的设计检核结果。按OK钮关闭视窗。

应力比内定为设计组合DCMB1，其为一倍数的静载加上活载。SAP2000允许改变设计规范，材料性质等再重作设计检核。

●修正结构

假如要修正桁架使其于下弦材中央再多承受100kips的垂直荷载时，可以在中央加上一重直单元并将中央水平单元分成两段。

当然如上述，模型为了防止改变而影响分析设计结果将会被锁住。所以首先要将模型解锁，再作必要的改变，重新分析，最后再检核设计。

1.按一下主功能列的Lock/Unlock Model钮，将程序解锁。

2.出现（将程序解锁会删除所有分析结果）的警告讯息。按一下OK，表示了

解。

为了说明，将采用两种不同方法去绘制新Frame单元。例中的任一方法皆可用于增设新单元。

3.按一下浮动工具列上的Quick Draw Frame Element钮，或从Draw功能表

上选取。每当按一下钢格线则绘制一单元。

4.按一下位于模组中央，介于上下弦间的垂直网格线，得到垂直单元。桁架

似乎已经完成，但是新单元并未确实与下弦的水平材连接。从Shrunker-Element View（退缩单元图）很容易看出。

5.按一下主工具列的Element Shrink Toggle。

6.为了看得更清楚：

·从View功能表上选Show Grid去关闭网格。

·从View功能表上选Show Axes去整体轴线。

·按一下主工具列的Refresh Windows（再现视窗）钮。

·按一下主工具列的Rubber Band Zoom（范围放大）钮。

·于可动作视窗，按一下靠近结构中央部份并作拖曳，被选取范围将放大

至充满显示视窗。

可看见下弦的中央单元应分为两段。处理方法的一为利用Edit功能表的Divido Frames选项。此处采用删除旧单元绘制两新单元的方法。

7.删除旧单元：

·按一下浮动工具列上的Pointer Tool开始选杆件。

·按一下欲删除的单元。

·按一下Delete键或从Edit功能表选取Delte。

8.绘制两新单元：

·按一下浮动工具列上的Draw Frame Element钮，或从Draw功能表上选取。

注：可从两者或任一视窗上绘制。

·按一下中央三个节点的最左侧节点，第一单元的始点将跳至正确的节点位置。

·当移动鼠标时，弹簧线显示出第一单元将被如何绘制。按一下中央节点完成绘制。

·当移动鼠标时可看到，下一单元以上一单元的结束端部为起点。

·连续按两下中央三个节点的最右侧节点，去完成第二单元。连续按两下结束（弹簧线），直至下一次再按一下时。

9.按一下Pointer Tool以结束绘制模型。

●最后的阶段如建立原模型所述。

·选取新Frame单元并设定Frame截面。

·选取下弦的新节点并设定-100Kips的节点荷载于荷载类型LOAD2。

·分析此结构。

·显示单元力。

·检核设计。

此时或许考虑变更超出应力单元的截面性质，首先须再将模型解锁，选Frame 单元，设计Frame截面，再执行另一次的分析及设计检核。

●坐标系统

每一结构物可使用多种不同的坐标系去描述点的位置及荷载，位移，内力，应力方向。了解这些不同座标系方能正确定义模型及解释结果。

●前言

坐标系统用于叙述结构模型不同部份的位置及定义荷载，位移，内力及应力方向。

模型内所有坐标系统的定义皆使用单一整体X-Y-Z坐标系统。模型的各部分（节点，单元，或约束）则有其自身的局部1-2-3坐标系。另外，也可自定任意的坐标系去定义位置及方向。所有坐标系为3-D，右手则的直角坐标系。

SAP2000假定Z轴为垂直轴，+Z为向上。此朝上方向用来帮助定义局部坐标系，虽然局部坐标系本身并无朝上的方向。

●整体坐标系

整体坐标系为3D，右手则的直角坐标系。有3轴各定为X-Y及Z，其相互垂直并满足右手则。整体坐标系位置及原点为任意的。

于整体坐标系的位置可以变数x,y,z表示。位于整体坐标的向量可用两点的位置，一对角度，或以坐标方向来表示。坐标方向利用+X，+Y及+Z的值。

例如+X定义一向量平行并沿正X轴方向。此符号为必须的。

模型的其他坐标系的定义皆依赖整体坐标系。

●向上及水平方向

SAP2000永远假定Z为垂直轴，且+Z向上。节点，单元及地表加速度荷载的局部坐标系统的定义皆依照向上方向，自重永远作用朝下即-Z方向。

X-Y平面为水平。主要的水平方向为+X于水平方向的角度系从正X轴量侧起。

从上往下看X-Y平面时，正方向为逆时针方向。

●局部坐标系

结构模型的第一部分（节点，单元或约束）皆使用其局部坐标去定义性质，荷载及反应。局部坐标系轴以1，2，3表示。通常局部坐标系从节点到节点，单元到单元及约束到约束皆可不相同。

局部坐标系无朝上方向，但是节点及单元局部坐标系的定义依照整体向上+Z 方向。

节点局部1-2-3坐标系通常与整体X-Y-Z坐标相同。

关于Frame及Shell单元，单元的局部1轴定义个别单元的几何尺寸，可利用单一转角定义其余两轴。

刚隔板约束的局部坐标系，通常自动由几何形状或约束的质量分布而决定。

程序也提供选项，可定义刚隔板约束的平面，其余两轴自动定义。

●Frame单元

Frame单元用于模拟位于平面或3-D结构的梁-柱及桁架行为。

●前言

Frame单元使用于一般性3-D梁-柱公式，包含双轴弯矩，扭转，轴向变形及双向剪力变形的效应。

可用此单元模拟的结构物含：

·三维构架

·三维桁架

·平面构架

·平面格子梁

·平面桁架

Frame单元模拟成一直线连结两节点。每一单元有自身的坐标系，用以定义截面性质，荷载以及输出。

每一Frame单元可考虑自重，复数集中荷载及分布荷载。

可考虑梁柱接头处的刚性域，也可依不同固定条件去模拟端部的固定度。

每一单元的内力输出点为两端点处，及使用者定义沿单元长度方向的等距输出位置。

●节点接合

Frame单元以一直线连接两节点i及j来模拟。此两节点不可位于空间上的相同位置。单元的两点节依序下义为I和J。

●自由度

Frame单元的两端节点通常各有6个自由度。

但如单元不提供挠曲劲度或节点未作用弯矩时，则3个旋转自由度变为不活动。这有可能为如下的任何一种情形：

·端部的刚域为0，且几何截面性质j,i33及i22皆为0（a非为0,as2及as3为任意）或

·端部的刚域为0，端部的弯曲转角R2及R3皆解除，扭转角R1也两端皆解除。当上述条件用于两端时，单元即具桁架行为。

●局部坐标系

每一Frame单元有其自身的单元局部坐标系去定义截面性质，荷载及输出。

此局部系统的轴以1，2及3表示。第一轴指向单元的长度方向，其余的2轴位于与单元垂直的平面。

充分了解单元局部1-2-3坐标系的定义及与整体X-Y-Z坐标系的关系是非常重要的。两者皆为右手坐标系，依所定义的局部系统可简化资料输入及结果的输出。

●长向轴1

局部轴1永远为单元的长轴，正方向为从I端至J端。

●内定方向

局部2，3轴的内定方向依局部1轴及整体Z轴的关系而定：

·局部1-2平面为垂直，即平行Z轴。

·局部2轴向上（+Z），除非单元为垂直。此种状况时局部2轴平行整体+X 方向。

·局部3轴永远为水平，即位于X-Y平面。

局部1轴与Z轴的交角<10-3时，该单元考虑为垂直。

当局部1轴位于水平面时，局部2轴与垂直轴具相同角度。即水平单元局部2轴垂直向上。

●坐标角度

Frame单元坐标ang用于定义单元方向，当其与内定方向不同时，此角度为局部2，3轴从内定方向对正1轴的旋转。当局部1轴朝向你时，旋转角度的正值代表逆时针方向。

垂直单元时ang为局部2轴与水平+X轴的夹角，否则ang为局部2轴和包含局部1轴的垂直平面所成的角度。

●截面性质

Frame Section为一组材料及几何性质，用于描述一个或数值Frame单元的截面。截面的定义独立于Frame单元外，并设定至单元。

●局部坐标系

截面性质依Frame单元的局部坐标系定义：

·第1方向沿单元的轴，其与截面垂直且通过截面两中性轴的交点处。

·第2及3方向平行截面的中性轴。通常第2方向沿截面主方向（深度），第3方向沿次轴（宽度），但这并非必要。

●材料性质

截面的材料性质以参照预先定义的材料来设定。截面所使用的材料性质有：

SAP2000使用教程

文章由情难枕精心整理，希望对大家的学习和工作带来帮助整理人：情难枕整理时间： 2011-4-10 SAP2000? 空间结构线性和非线性静力和动力分析设计软件系统使用教程 Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA 北京金土木软件技术有限公司北京车公庄大街 19 号中国建筑标准设计研究院 100044 Version 9 2004-11

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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之Pushover分析

SAP2000之Pushover分析 Pushover分析：基本概念静力非线性分析方法（Nonlinear Static Procedure），也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。静力非线性分析是结构分析模型在一个沿结构高度为某种规定分布形式且逐渐增加的侧向力或侧向位移作用下，直至结构模型控制点达到目标位移或结构倾覆为止。控制点一般指建筑物顶层的形心位置；目标位移为建筑物在设计地震力作用下的最大变形。 Pushover方法的早期形式是“能力谱方法”(Capacity Spectrum Method CSM)，基于能量原理的一些研究成果，试图将实际结构的多自由度体系的弹塑性反应用单自由度体系的反应来表达，初衷是建立一种大震下结构抗震性能的快速评估方法。从形式上看，这是一种将静力弹塑性分析与反应谱相结合、进行图解的快捷计算方法，它的结果具有直观、信息丰富的特点。正因为如此，随着90年代以后基于位移的抗震设计(Diaplacement-Based Seismic Design,DBSD)和基于性能(功能)的抗震设计(Performance-Based Seismic Design. PBSD)等概念的提出和广为接受，使这种方法作为实现DBSD和PBSD的重要工具，得到了重视和发展。这种方法本身主要包含两方面的内容：计算结构的能力曲线(静力弹塑性分析)、计算结构的目标位移及结果的评价。第一方面内容的中心问题是静力弹塑性分析中采用的结构模型和加载方式；第二方面内容的中心问题则是如何确定结构在预定地震水平下的反应，目前可分为以A TC-40为代表的CSM和以FEMA356为代表的NSP （Nonlinear Static Procedure，非线性静力方法)，CSM的表现形式是对弹性反应谱进行修正，而NSP则直接利用各种系数对弹性反应谱的计算位移值进行调整。两者在理论上是一致的。在一些文献中将第一方面的内容称为Pushover，不包括计算目标位移和结果评价的内容。本文中，将两方面的内容统称为“Pushover 分析”。基于结构行为设计使用Pushover分析包括形成结构近似需求和能力曲线并确定曲线交点。需求曲线基于反应谱曲线，能力谱基于Pushover分析。在Pushover分析中，结构在逐渐增加的荷载作用下，其抗侧能力不断变化（通常用底部剪力-顶部位移曲线来表征结构刚度与延性的变化，这条曲线我们可以看成为表征结构抗侧能力的曲线）。将需求曲线与抗侧能力曲线绘制在一张图表中，如果近似需求曲线与能力曲线的有交点，则称此交点为性能点。利用性能点能够得到结构在用需求曲线表征的地震作用下结构底部剪力和位移。通过比较结构在性能点的行为与预先定义的容许准则，判断设计目标是否满足。在结构产生侧向位移的过程中，结构构件的内力和变形可以计算出来，观察其全过程的变化，判别结构和构件的破坏状态，Pushover分析比一般线性抗震分析提供更为有用的设计信息。在大震作用下，结构处于弹塑性工作状态，目前的承载力设计方法，不能有效估计结构在大震作用下的工作性能。Pushover分析可以估计结构和构件的非线性变形，结果比承载力设计更接近实际。Pushover分析相对于非线性时程分析，可以获得较为稳定的分析结果，减少分析结果的偶然性，同时可以大大节省分析时间和工作量。

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

sap2000中文说明

SAP2000入门 ●图形介面 SAP2000图形介面（GUI）用于建立模型，分析，设计及显示结构状况。 ●结构模型以如下的内容描述结构物 ·材料性质 ·梁、柱或桁架杆件的FRAME单元 ·墙、楼板或其他薄板的SHELL单元 ·表示单元接合处的JOINTS ·支承JOINTS的约束（RESTRINTS）及弹簧（SPRINGS） ·荷载含自重、温度、地震及其他 ·经SAP2000分析后，亦可显示荷载导致的位移、应力及反力图形介面提供多种有效工具去建立结构模型，甚至可利用内定基本模型及最佳设计去修正模型。 ●坐标系统所有位置的定义皆使用单一整体坐标系。此为三次元，右手定则的直角坐标系。三轴为X、Y、Z。结构模型的各成份（JOINT，FRAME单元，SHELL单元等）皆依各自的局部坐标系去定义性质，荷载及反应值。局部坐标的三轴为1，2及3。于建立或显示结构模型时尚可另建补助坐标系统。 ●主视窗含完整的图形介面。利用Windows的操作此视窗可移动，改变尺寸，最大最小化或关闭。主标题位于主视窗的顶部，显示程序名及模型名。 ●功能列位于功能列的功能含SAP2000所提供的大部分功能。 ●主工具列提供快速操作功能，特别是有关显示的操作，大部分功能皆可由功能列上执

行。 ●浮动工具列提供变更模型的快速指令，所有功能皆包含于功能列上。浮动工具列可利用鼠标左键移动或变形。 ●显示视窗显示视窗显示模型的几何形状，亦可包括单元性质，荷载，分析结果。并可同时显示四个视窗。各视窗有独自的视点，显示类型，显示选项。例如未变形模型显示于1个视窗荷载另1个视窗，动能变形于第3视窗，设计应力比于第4视窗。也可以为四种不同类型的未变形模型或其他，一个平面，两向立面及一个透视。每次仅有一显示视窗“可动作（Active）”，浏览及显示操作仅于目前可动作视窗有效，可按一下标题列或视窗范围内使该视窗变为可活动。 ●状态列显示目前的状态讯息，可显示或改变使用单位的选择清单方块及现在游标位置，当显示变形或振态时的动能控制钮。 ●浏览选项可于各显示视窗设定浏览选项，此将影响结构物以何种形式显示于视窗上。此选项可由主工具列的VIEW指令执行。不同浏览选项可作用于不同显示视窗。 ●2D及3D影像 2D影像显示平行于坐标平面：X-Y，X-Z及Y-Z的单一平面。仅位于该平面的杆件才看得见,可随时变更该平面的面外(out-of-plane)坐标。 3D影像从使用者选定的有利位置显示全模型。可视的特件不限于单一平面。视点方向由位于水平的角度及和水平面所成角度来定义。 ●透视 3D影像可显示从透视至正投影的间。通常三向度面外模型者以透视影像显示较易辩识。若于2D影像选择透视显示，影像将变成3D，直至关闭透视时才回复。亦可设定视角，其将定义有多接近结构物，角度愈大愈接近，但显示的结构物也更扭曲。 ●移图，放大缩小，及最大最小范围可放大(zoom-in)影像检视更细节的处，或缩小(zoom-out)影像显示更多的结构物。放大缩小可依内定的增量，也可利用鼠标的拖曳选定结构物的局部加以放大。移图允许于显示视窗内，以按着鼠标左键移动作结构物的动态性移动。可设定X，Y，Z的最大最小坐标。指定显示于视窗的结构物范围，移图，放大缩小仅对此范围的结构物有效。 ●单元显示选项可设定不同的选项，此将影声出现于显示视窗的结点与单元。此选项仅对未变形的模型有效。针对不同的构才类型有不同的选项。选项包括是否要显现特定的单元类型及要显现单元的何种特性，如单元编号，性质编号，断面尺寸及局部坐标轴。重要的选项的一为退缩单元影像(Shrunken-element view)，此选项令单元从结点上退缩，可清楚了解单元的连接模型。

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：

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建模分析

SAP2000建模与分析（一）中南大学铁道学院cscsu2010 2012-7-3 qq：1799200026 SAP2000包含pkpm，pkpm是SAP2000的一个“子集”，SAP2000比pkpm更智能，能自定义，pkpm更像一个“傻瓜相机”。 Pkpm建模分析过程：轴线输入---楼层定义（墙、柱、梁、板）---荷载输入（板荷载、线荷载、节点荷载）----设计信息、楼层组装-----satwe参数设置-----特殊构件补充定义----内力计算-----结果查看-----施工图 SAP2000：一：轴线输入：方法如下：a：文件---新模型；b：单击右键---编辑轴网数据；c：定义---坐标系统/轴网。注： 1.在sap2000中，第一次建立的坐标系称为整体坐标系（方法a），随后建立的坐标系称为附加坐标系，可以通过局部坐标系圆点确定与整体坐标系的关系（方法b、c）： 2.有时候，可利用参考线，在平面任意位置进行定位，来辅助绘制特殊位置的杆件，参考线在立面中表示一条直线，在平面中表示一个点，要输入与已知点的相对坐标。具体操作：单击右键---选择“参考线”。 3.pkpm是先建立一个标准层，再用新建标准层的方式完成真个结构的建模，而SAP2000是一次性建好三维图（整体坐标+局部坐标）。

4. CSYS1为一般轴网，Global为整体坐标系。 Global的方向：假定Z为竖直方向，+Z向上；自重荷载总是向下，即-Z方向。X-Y平面是水平面，水平主方向为+X。水平面内的角度从X轴正半轴度量。从+Z向下看X-Y平面，逆时针角度为正。 CSYS1方向：由1（red）、2（white）、3（cyan青蓝色）三个轴组成的正交坐标系统。局部坐标系的作用：1、建立单元刚度方程；2、定义单元的材料特性和截面几何特性； 3、输入单元荷载； 4、程序输出结构弯矩、剪力和轴力等内力；5：释放杆端内力；6：施加支座约束。在结果输出中：M22指绕2-2轴的弯矩, M33指绕3-3轴的弯矩. 扭矩为绕1-1轴的弯矩。 1，2，3方向与与整体的X，Y，Z方向的关系：（A）框架单元：1轴沿杆方向，2、3轴在垂直于杆轴平面内，2轴一般为+Z方向，除非杆件竖直（2轴沿+X方向）。（B）壳单元：3轴为壳单元平面的法向，2轴一般为+Z方向，1轴水平，除非单元水平（2轴沿+Y方向）。（C）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。（D）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。二：楼层定义： 2.1：材料及材料属性定义：定义---添加新材料：注：1.材料：steel 钢铁alum 明矾other 其他rebar 钢筋conc 混凝土； 2. 各向同性材料包括：密度、重度、弹性模量、泊松比、膨胀系数；剪切模量由弹性

sap2000精华贴(受益匪浅)

sap2000入门栏2005年精华贴整理(zz) 2011-07-24 11:33:35| 分类：application of f | 标签：sap2000 |字号大中小订阅 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给出了默认值，而实际的铰特性小弟认为应该对杆件进行试验，或者用专门的软件来计算，不知大家如何处理？如果用软件来计算，望能告知或者提供上来，不胜感激！（4）sap2000中进行动力时程分析用到的地震波，其文件格式是什么？地震波的时间间隔是多少？还是完全按照自己处理的地震波的时间间隔来定？答：（1）、sap2000在采用混凝土设计的时候会计算判断出所需要的纵筋和箍筋的面积，以结果的形式体现出来，定义截面的时候只是一个初始设置。（2）、定义截面钢筋面积，是从杆系结构模拟的角度出发的，因此钢筋面积定义在两边和中间并没有什么差别，倒是箍筋的问题很难受，因为箍筋对延性的影响还是很大的，没有考虑箍筋的作用也算是一种保守的做法吧。（3）、关于塑性铰参数的问题，可以自定义，这个参数可以计算的软件也很多，应该能计算截面M-转角，或者M-曲率的就可以，这两个可以根据塑性铰长度进行转化，自己编写程序也可以啊，采用条带法，可以参考一些钢筋混凝土非线性分析的资料。（4）、地震波文件采用txt就可以，时间可以自己设置。 4、如何输入fy（屈服强度），fu（抗拉强度）？？答：输入标准值, 而不是设计值cmliu 5、SAP20009.04版本中的“Pattern Live Load Factor”的含义？2005-01-06 答：样式活荷载折减系数。这个系数主要是用于连续梁端部悬挑出部分的，因为这部分的荷载对其它跨中弯矩是有利

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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。模型初始化(设置单位制) 模板建模设置轴网dxf文件导入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，由dxf文件导入模型时应使dxf文件中的图形位于坐标原点，且使图形坐标轴与SAP2000整体坐标系一致。 5、钢材的材料属性需要修改弹性模量和屈服强度，注意钢通属于冷弯型钢设计强度为205 N/mm2，屈服强度适当减小。

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。

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：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。在此对话框内Self Weight Multiplier 内输入 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 域的Z 编辑格内输入-45→OK 。

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