sap2000算索结构.doc

采用SAP2000计算索结构过程
转载2016-01-23 17:25:58
一、切换中文界面及设置单位
打开SAP，在“帮助”里选择“change language to Chinese”,进行了中文切换；然后新建模型，在“单位”里选择“N，mm, C”, 选择空模板；
二、分组：
按图层导入模型，可形成不同的组，修改组名：定义→组→修改/显示→组→改组名分别为hengsuo、shusuo、rod、lizhu、dxfin.
三、定义材料：
输入名称tensioned cable→选择设计类型steel或none；查表1-1，修改弹性模量为145000（根据厂家提供的表取值）和热膨胀系数（为1.200E-05），材料类型一般选各向同性。（对于索的参数，需参考厂家的信息，这里的参数对于不同的索可能会不相同），如下图：

四、定义截面
这里用框架结构来模拟拉索。
定义→框架截面→在“选择要添加的属性类型”的第二栏选择“add circle”→“添加新属性”，查表2-2，先选用直径为36的钢索，截面名称栏输入“S36”，在材料一栏选
截面“tensioned cable”，输入直径36，如下图：

打开“截面属性”一栏，可看到相应的截面参数，再打开“属性修正”一栏，在横截的轴向面积输入修正系数0.752，因为是用框架结构模拟钢索结构，所以在“围绕2轴的惯性矩”、“围绕3轴的惯性矩”系数应尽可能的小，输入0.01→点击“确认”。如下图：

选择→组→hengsuo、shusuo→tensioned cable
用同样的方法定义截面FANGTONG、T、FIX截面。
附：wide flange→工字钢
channel→槽钢
double channel→双槽钢
Tee→T形钢
angle→角钢
double angle→双角钢
box/tube→方通
pipe→圆管
rectangular→矩形截面
circle→圆截面
general→自定义截面（定义截面属性）
cold formed C→C形冷轧钢
cold formed Z→Z形冷轧钢
cold formed hat→帽形冷轧钢
SD section→自定义截面（定义截面形状）
Nonprismatic→变截面定义
五、定义载荷工况
分别输入载荷名称、类型、自重乘数和自动侧向系数，自重乘数取0，定义风载荷w、玻璃自重boli、温度载荷temp(模拟预应力)、delttemp（实际温度）.
除DEAD以外，其它自乘系数均为0，国外一般采用的标准为英标BS6399-95。

六、定义分析工况
添加新工况：按力传递顺序分别添加分析工况W、boli、temp、delttemp. 分析工况类型选static，分析类型均为非线性，载荷类型均为LOAD，初始条件均为从上次非非线性工况状态终点继续，风载荷的比例系数为1.4，玻璃自重取1.2，温度的为1.2，修改非线性参数，设置每阶段的最大总步数和每阶段的最大空步数（对于大多数结构默认的一般是可以的），值既不能太大，也不能太小（太大运行时间会很长，太小会运行不出结果）。
过程如下：
1.定义→分析工况→添加新工况
2.在弹出的“分析工况数据”框中，分别设定各参数，如下图：

3.点击“非线性参数“栏后面的“修改/显示”，弹出非线性参数一栏，在几何非线性参数里选取“P-∆”，设置“每阶段的最大总步数”和“每阶段的最大空步数”。

七、指定截面
选择→组→横索、竖索→指定→框架/索/筋→框架截面→选择S36→确认；用同样的方法分别定义lizhu为FANGTONG，ROD为FIX，DXFIN为T截面。
八、指定载荷
1. 选择组DXFIN，指定框架/索/筋载荷→分布→选择W，方向为Y向，单位为KN, mm, C ,输入均布载荷的大小，这里取1.625E-03，如下图：

2.用同样方法，选择组DXFIN，加上玻璃的自重载荷5.0E-04；
3.首先，在轴力，温度，应变相互转换小工具中输入温度膨胀系数、截面面积、弹性模量，然后查厂家表，取破断力的0.25~0.3倍，大致估算所需取温度为-154，如下图：

再选组→横竖索→指定→框架/索/筋→温度载荷，出现下图所示对话框：

4.选组→横竖索→指定→框架/索/筋→温度载荷，在载荷工况名称中选delttemp，输入实际温度40,。
九、运行分析
分析→运行分析→现在运行
运行完毕，动画模拟其受力的运动状态，检查连接部位是否正确，显示→力/应力→框架/索→选择W，轴向力，比例为自动调整，选择填充图表，如下图：

观察显示的结果，也可双击拉索来看其受力大小和方向。
十、调试
因为拉索总是受拉应力，颜色应为黄色。若结果显示为红色，说明受压应力，需调节DEMP的温度值来改变拉索预应力的大小，然后再运行分析，直至最终显示拉索为黄色为止。调试前需先解锁。
十一、计算索
在SAP里我们有了温度和轴力就可以推断出要用的索，然后通过公式算出预应力的大小。
十二、特别注意
非线型分析时，不象我们平时计算刚架时需定义组合，只需在分析工况里进行组合即可。
十三、基本知识
SAP常用快捷命令：
CTRL+L→汉化
F2→局部放大
F3→恢复全视图
F4→显示未变形形状
F5→运行分析
F6→显示变形形状
F8→平移
Shift+F8→单步放大
Shift+F9→单步缩小
“←”→单步左转；
“→”→单步右转；
“↑”→单步上转；
“↓”→单步下转。
Ctrl+E→设置显示选项。
Shift+F12→显示表格
Ctrl+A→选择全部
在规则的模型时建议采用SAP2000建模，在能更加熟悉SAP的操作的同时也因为两个软件的容差不一样减少运算的误差（SAP和CAD）
十四、建模注意事项：
a)简化模型
b)不使用0图层，相同截面和材料的杆件用同一图层，不同的杆件选用不同图层；
c)杆件分成小段，对于弧形杆件，要分成小段的直线连接；
d)不使用多段线。