SAP2000常见问题结合工程建模的要点解析.ppt

SAP2000常见问题结合工程建模的要点解析合理利用初始化模板t塔架、仓筒、管和板t用模板添加结构到现有模型数据交互tAutoCAD、ETABS、SATWE、Excel、Accesst导入AutoCAD.dxf文件时需注意以下问题：1 要导入的对象不能位于0层；2 模型中最好用直线来简化模型，不能包含多义线；3 导入时注意选择合适的单位，初始单位与导入时的单位要统一；4 CAD通常的操作平面为x-y平面，导入CAD平面模型时，SAP中向上方向为z方向，导入CAD立面模型时，注意将向上的方向指定为y向。5 由于是分层导入的，如果CAD图纸中定位不准确，构件连接处未必重合，需要在SAP中执行合并点的操作。交互式数据编辑t编辑 交互式数据库编辑视图控制t三维视图是投影关系，灵活设置xy，xz，yz的三维视图，平面的效果却显示了更多的对象。约束与束缚t约束 restraint：约束节点的自由度，可约束六个自由度中的任意一个或多个。常用于模拟各种支座。节点约束不一定局限于模型底部，可以根据实际情况灵活设置。t束缚constraint：限制结构中某些节点之间的相对自由度，减少系统中需要求解的方程数量，提高计算效率。常用于模型的合理简化。常用束缚类型t体束缚Body：所有受限节点通过刚性连接与其它节点相连接，所有自由度按照一个三维刚体一起运行。t隔板束缚Diaphragm：所有受限节点在平面内刚性相连。用于实现结构平面内无限刚的假定。用体束缚模拟节点板 施加隔板束缚 不施加隔板束缚节点样式t节点样式是与节点坐标相关的一组标量。每个数值对应结构上的一个节点。借助节点样式，可以描述荷载的分布变化，也可以定义变厚度的面对象。t通过节点样式定义空间分布变化的荷载时，如压力、温度等，需要将已定义的节点样式指定给相应的节点，然后在指定荷载时，选择荷载来自节点样式。注意，节点样式本身不会在结构上产生荷载。施加水压力ZZ=0 m P=10 kN/mZ=10 m P=0 kN/m22变厚度的面t指定面对象面厚度覆盖项面节点的偏移t模拟面对象的偏心布置t辅助定义变截面的面对象面编辑与剖分功能截面切割t定义截面切割组用于输出一组构件的合力 1 注意指定到组时，除了选择构件，还需要选中相应的节点（如柱顶或柱底等）。2 结果以表格的方式输出t直接绘制截面切割 1 默认合力点为起点与终点连线的中点；2 合力点一般需要人为指定；3 连线的矢量方向决定左侧右侧；4 起点终点决定求内力的单元绘制截面切割合理的组t组用户根据需要，对单元或节点进行人为的归类t组的作用：t便于选择t定义阶段施工，激活与移除对象t方便的截面切割定义t注意：t对于复杂模型，要根据功能及操作的需要多分组t要明确组的构成：节点、单元还是节点加单元t在利用组来输出截面切割时，一定要带有节点荷载工况与分析工况t荷载工况是作用于结构上的按指定方式空间分布的力、位移、温度或其它作用。荷载工况本身不能在结构上产生任何响应。只有在分析工况中包含了荷载工况，才能得到荷载工况的作用结果。t分析工况定义了分析工况的作用方式（如：静力或动力）、结构的反应方式（如：线性、非线性）和分析的方法（如：模态分析法或直接积分法）。t定义组合组合，在分析完成之后将分析工况的结果进行组合。组合是不同分析工况的结果的总和或包络。t一个分析工况可以对应一个荷载工况或者几个荷载的组合。自动风荷载t按刚性隔板施加：根据隔板宽度确立风力作用范围，将各层风荷载施加在隔板质心位置。t按面对象施加：面对象承担的风荷载将传递到相应的四个角点。tSAP2000中没有虚面，定义一个厚度很小的面对象即可。温度荷载t温度荷载在框架、壳、实体等单元中产生热应变，这些热应变是材料热膨胀系数和单元温度变化的乘积。t温度变化是单元参考温度到单元荷载温度的改变。t温度梯度是单位长度的温度变化。可以在框架单元的两个横向方向指定，或者在壳单元的厚度方向指定。这些梯度引起单元的弯曲应变。233温度荷载t温度变化温度荷载参考温度t温度梯度温度差异/厚度定义分析工况t定义分析工况需要考虑的几个主要问题：分析工况类型：静力、模态、反应谱、时程分析方法类型：线性/非线性初始刚度：零初始条件/继承前一个非线性工况终点刚度施加的荷载：一个荷载工况/多个荷载工况组合模态分析t模态分析是动力分析的基础tSAP2000中模态分析（Modal）是默认存在的分析工况。t模态分析方法特征向量法、Ritz向量法。Ritz向量法考虑了动力荷载的空间分布，可以得到更精确的结果。t结构振型比较分散，或者前几阶振型为局部振动（如悬索结构）。如果采用特征向量法，通常需要相当巨大的振型数量来保证足够多的质量参与系数。此时推荐采用 Ritz向量法，提高运算效率。t可以通过模态分析来检查结构的刚度及质量分布情况。地震荷载t底部剪力法t振型分解反应谱法t对于特别不规则的建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充验算t罕遇地震作用下结构的弹塑性分析方法：静力弹塑性分析方法、弹塑性时程分析方法t竖向地震作用计算线性与非线性项目线性分析非线性分析结构属性结构属性（刚度、阻尼等）在分析中是恒定的。结构属性可随时间、变形和荷载而变化。实际发生多大的非线性与用户定义的属性、荷载大小以及用户指定的分析参数有关。初始状态分析从零应力状态开始。即使它用到了先前的非线性分析的刚度。分析可以从一个先前的非线性分析继续，在这种情况下它包括来自于先前分析的所有荷载、变形、应力等。结构响应所有的位移、应力、反力等直接与施加的荷载的大小成正比。不同线性分析的结果可以进行叠加。因为结构属性可能发生变化，而且可能有初始非零应力状态，所以响应与荷载可能不成正比。因此，不同的非线性分析的结果一般不能叠加。非线性分析t造成非线性的原因可能是以下几种情况：tP-（大应力）效应：当结构中有较大应力（或力和弯矩），即使在变形很小时，以初始的和变形后的几何写成的平衡方程的差别可能很大；t大变形效应：当结构经历大变形（特别是大位移或转动）时，常规的工程应力和应变计量不再适用，且必须对变形后的几何写平衡方程。即使应力较小也是如此；t材料非线性：当一种材料的应变超过其恰当的极限时，应力-应变关系不再是线性的。塑性材料的应变超过其屈服点后表现出依赖经历的行为。材料非线性会影响到结构的荷载变形性能；t人为指定：如指定了拉压限制，结构中包含粘滞阻尼单元或者其他非线性单元等情况。单拉（单压）构件t对线对象指定拉/压力限值，以模拟单拉/单压单元。t对单拉/单压构件的处理属于非线性分析，相应分析工况的类型需设定为非线性，才能模拟单拉/单压效果。单拉单拉时程分析t时程函数t时程分析的积分方法：1）模态积分：又称FNA（快速非线性方法），以结构模态分析结果为基础，积分求解结构总的响应值，简单、高效，默认采用的方法。2）直接积分：逐步求解，在一系列时间间隔范围内求解平衡方程。t时间布数据：定义输出步参量的选项。注意与时程曲线输入的步长相适应。SAP2000阶段施工分析t阶段施工被认为是一种非线性静力分析类型，阶段施工分析工况可以为其它线性分析工况提供初始刚度。可以考虑诸如龄期、收缩和徐变等时间相关的材料性能，其计算是基于欧洲CEB-FIP90模式规范相应的条款。每一个施工阶段里面能够增加或去除部分结构、选择性地施加部分荷载 指定是否考虑材料或几何非线性（P-效应或大变形效应）。静力非线性之Pushover分析t塑性铰定义t布置属性铰t定义静力非线性分析工况t显示曲线定义侧向加载模式一般采用荷载控制选择铰卸载方式依据FEMA、ATC规定的方法进行计算，得到性能点。据此判断顶点位移，及结构的变形情况。观察塑性铰的发展情况，确定薄弱部位。混凝土壳的设计(V10以上)三明治模型：由两层以钢筋为中心的面的外层和一层无开裂混凝土核心层组成。面层承担弯矩与面内轴力；砼核心层承担剪力，且剪力只在核心发展,且不产生裂缝。故不提供抗剪配筋，面内钢筋不考虑剪力的影响；与我国板设计理论基本一致（除GB50010-2002 7.7.3)混凝土壳的设计(V10以上)设计内力：板配筋：0.9为应力折减系数压弯构件的设计阻尼与隔振单元t粘滞阻尼器（Damper）t橡胶隔震器（Rubber Isolator）t摩擦隔震器（Friction Isolator）采用Maxwell计算模型双轴的滞后隔震器。对于两个剪切变形有耦合的塑性属性，且对余下的4 个变形有线性的有效刚度属性。含非线性连接单元的分析t模态分析须采用Ritz分析方法。确认在施加的荷载组中包括连接向量。t时程分析tFNA：基于振型；对步长不敏感，建议使用最高振型周期的十分之一；计算时间短。t直接积分法：可考虑振型耦合的完全阻尼；直接积分结果对于时间步长十分敏感；计算时间很长。SAP2000 v11 新特性t增强的OpenGL图形显示t添加了指定面荷载均匀分布到框架，可以按照单向或者双向来传递荷载。t完善的索单元t分层壳模型t多种选择方法t新增NONE属性的线单元或面单元t高级求解器t支持64位CPUt