sap2000算例-板
SAP2000混凝土壳、混凝土板的配筋设计
SAP2000混凝⼟壳、混凝⼟板的配筋设计C OMPUTER AND S TRUCTURE, I NC., J ANUARY 2014技术说明混凝⼟壳的配筋设计背景SAP2000软件实现了混凝⼟壳的配筋设计，依据的原理是DD ENV 1992-1-1 1992 Eurocode 2：Design of Concrete Structures。
通常，板壳单元具有⼋个内⼒结果。
采⽤软件的术语，它们分别是：三个膜内⼒分量：f11、f22和f12两个弯矩分量：m11和m22⼀个扭矩分量：m12两个横向剪⼒分量：v13和v23。
基于设计⽬的，程序将板壳视为由两层以钢筋层中⼼⾯的外层和⼀层⾮开裂的核⼼混凝⼟层所构成，也称为“三明治模型”。
三明治模型的表⾯（即外层）假定承受弯矩和膜内⼒，横向剪⼒由核⼼层承担，如图1所⽰。
软件的设计算法假定核⼼层不出现斜裂缝，这样核⼼层处于纯剪状态，因此横向剪⼒不会对三明治表⽪的平⾯内⼒造成影响。
所以，不需要横向钢筋，⽽且⾯内钢筋也不会由于考虑横向剪⼒⽽增加。
软件按下述步骤来进⾏混凝⼟壳设计：图1：板壳单元——三明治模型1.如图1所⽰，板壳的两个外层位于钢筋层的中⾯。
2.每个层厚度取为下⾯的较⼩值：两倍于到钢筋中⼼的混凝⼟保护层厚度两倍于板中⼼⾯⾄钢筋中⼼的距离3.六个合成内⼒，f11、f22、f12、m11、m22和m12，转换为纯膜内⼒N11、N22和N12，分别作⽤在顶部和底部的钢筋层中⼼⾯。
从⼒矩到⼒的转换中，⼒臂取为外部钢筋层的距离。
4.根据Eurocode 2-1992的规定对每⼀层进⾏计算：钢筋内⼒ND es1和ND es2，混凝⼟主压⼒Fc1和Fc2，混凝⼟主压应⼒Sc1和Sc2。
5.钢筋内⼒转换成单位宽度的钢筋⾯积Ast1和Ast2，采⽤相应的钢筋应⼒和应⼒折减系数。
内⼒转换为等效膜⼒的基本⽅程对于给定的混凝⼟壳单元，变量?、Ct1、Ct2、Cb1和Cb2都是常数，是由⽤户指定的单元截⾯属性。
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设计类型：Concrete（混凝土）fcuk：35000 KN/㎡（立方体抗压强度标准值）fyk；335000 KN/㎡ fyks：335000 KN/㎡C45除以下两项与C30不同外，其余均与C30相同：弹性模量：33500000 KN/㎡ fcuk：45000 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“DINGBAN”；2、材料根据真实设计信息选择C30、C45或其它；3、深度即为构件的厚度，按真实设计信息填写。
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整体坐标系一致。
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。
sap2000的84个算例-实体
带有独立弯曲模型
荷载工况 模型和单元
和类型
形状
A 矩形
Case 1
Px 轴向扩展
B 梯形
C 平行四边形
Case 2
Vz 和 My 剪切弯曲
A 矩形
B 梯形
C 平行四边形
剖分
6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8 6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8 6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8 6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8 6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8 6x1x1 30 x 1 x 1 30 x 4 x 8
输出参数
Ux 在节点 7, 14, 21 和 28 的平均
值 in
Uz 在节点 7, 14, 21 和 28 的平均
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R
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SAP2000 2
算例 5-001
实体单元 –指定位移单元块测试
问题描述
本例中，一个由 7 个不规则形状实体单元的单位立方体，将承受给定的在 边的位移，理论上其应在单元上施加一个常应力场。几何属性和荷载在 MacNeal and Harder1985 中描述。从给定边位移而来的应力分量和内部位移 与手算结果进行了比较。
0 0 0 0 1 1 1 1
13 Z
14 1 - 节点号
这个单元立方体有 7 个实体单元组成
材料属性
E = 1,000,000 lb/in 2 ν = 0.25
算例 5-001 - 1
SAP2000 软件校核及算例
¾ 框架的半刚性端部释放，包含： 剪力半刚性 弯矩半刚性
¾ 框架对象重力荷载的应用
采用 Roark and Young 1975 一书表 3 中 96 页的 1a 项和 98 页的 2a 项的梁挠度公 式分别计算。
一般按如下公式计算结果差别：
SAP2000 结果
差别百分比 = 100
手算结果
-1
方法论 - 1
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SAP2000 2
算例安排 按算例中用到的结构单元类型，将所有算例分为六组。表 1 定义了这六个组，显 示了各组的编号系统，列出了各组的汇总表名称。
结论 框架 面单元 – 壳、面和轴对称实体 实体 连接
索引
内容 - 5
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
介绍
本文档提供用于校验 SAP2000 程序不同功能的例题。这些例题可以证明程序在各 个方面应用，符合 10CFR50 以及其他国际质量认证标准，如 ISO9000 标准的要 求。
使用者必须明确了解程序的假定并必须独立地核查结果。
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结构软件SAP2000学习实例
一、问题描述已知结构为一栋七层框架结构。
结构尺寸如下图所示，混凝土强度等级为：1～5层采用C40；6、7层采用C30，恒载按实际梁、板、柱实际重量计算，不考虑装饰荷载，活荷载按2KN/m2考虑，不考虑风荷载。
对El Centro波（1942，NS分量，峰值341.7cm/s2）进行调整，满足七级的地震的加速度幅值。
求结构在小震和罕遇地震作用下的时程反应性能（包括层位移、层间位移、层间位移角、基底剪力及结构的出铰情况和破坏机制）。
七层框架结构图梁配筋图柱配筋图（HPB235全部换成HPB300）二、模型建立2.1建立初步模型打开sap2000，把系统单位设置为，创建新模型，选择三维框架，在对应空格如下填写模型基本数据：勾选（使用定制轴网间距和原点定位），编辑轴网，按题目模型要求设置，并指定底层节点约束为固端。
2.2定义材料选择定义—》材料—》快速添加材料，添加C30、C40混凝土和HRB335、HPB300钢筋，由于方法类似，这里只给出HRB335图片：2.3 框架截面的定义、指定、剖分这里的截面包括不同尺寸，不同配筋，不同混凝土强度，不同位置的各种截面。
根据一到五层的混凝土强度等级不同，边梁和主梁的楼板加强作用不同，主梁和次梁的截面尺寸不同，总共可以划分为以下八种不同截面：（1）一到五层的中间主梁（B-300X500-D-C）（2）六到七层的中间主梁（B-300X500-G-C）（3）一到五层的中间次梁（B-300X450-D-C）（4）六到七层的中间次梁（B-300X450-G-C）（5）一到五层的边次梁（B-300X450-D-S）（6）六到七层的边次梁（B-300X450-G-S）（7）一到五层的柱子（C-D）（8）六到七层的柱子（C-G）例如：选择定义—》截面属性—》框架属性—》添加新属性—》concrete—》矩形：把截面名称改为B-300X500-D-C：选择属性修正，把中梁的绕3轴惯性矩修正为2：选择配筋混凝土，给梁配上钢筋：同样的方法设置好柱的截面和配筋：定义好框架截面属性后把各个截面类型指定给其对应的构件，并指定自动剖分。
《SAP2000算例》
2
B (2 elems) C (4 elems)
绕 Y-轴的 第一个 弯曲振 型
周期、S
D (6 elems) E (8 elems) F (10 elems) G (96 elems)
0.025337
+1.26% +0.71% +0.45% -0.01%
算例 1-014 - 2
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 0
算例 1-001 - 5
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
5
B (2 elems) C (4 elems)
绕 Z-轴的 第三个 弯曲振 型
周期、S
D (6 elems) E (8 elems) F (10 elems) G (96 elems)
0.002165
+7.21% +4.11% +2.63% +0.05%
算例 1-014 - 3
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 0
10 k 1.8 k/ft
17.2 k
54.4 k-ft
荷载工况 2 在框架单元 3 上的整体均部荷载， 及在节点 4 的集中荷载。 2 k/ft
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SAP2000
3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05
0.1073 0.0238 0.0861 0.0035 0.0070 9.000E-04 1.466E-04 7.614E-04 0.282E-04 0.585E-04
独立结果
3.000E-05 0.1081
算例 3-002 - 3
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
包括不相容模型选项（6x1 网格）
荷载工况和类 型
模型和单元形状
输出参数
荷载工况 1 轴向拉伸
A- 矩形 B - 梯形 C - 平行四边形 D - 三角形 2 E - 三角形 4
重要的是要注意本例是一个测试和验证平面单元的极端情况。一般不用平 面单元模拟高宽比为 2:1 的梁。
MacNeal and Harder 1985 中描述了该问题的基本几何特性、属性和荷载。 该悬臂梁长 6 英寸、Z 向宽 0.2 英寸、Y 向宽 0.1 英寸。建立了 5 个不同模 型，采用不同的剖分方式。按照 MacNeal and Harder 1985 中的建议，模型 A、B 和 C 分别使用 6x1 矩形、梯形和平行四边形单元。模型 D 从 6x1 矩 形开始，并将每个矩形剖分为两个三角形。模型 E 从 6x1 矩形开始，然后 将每个矩形剖分为四个三角形。模型 D 和 E 不包括在 MacNeal and Harder 1985 中。
属性
算例 3-002 - 1
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SAP2000 2
0.2"
模型 A – 矩形单元
1 - 节点号 1 - 面对象号
8
9
10
11
12
13
14
Z
1
2
3
4
6
Y1
差异百分比 0% 0% 0%
计算模型文件: Example 3-001-incomp, Example 3-001-comp
结论
对于不相容弯曲模式和不包含不相容弯曲模式，SAP2000 的结果与手算结 果之间都吻合很好。
算例 3-001 - 3
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Z1
3
3
5
2
5
X
1 - 节点号 1 - 面对象号
材料属性
截面属性
E = 1,000,000 lb/in2 ν = 0.25
厚度 = 0.001 in
8 0.12"
7
节点坐标 （英寸）
节点 X
Y
Z
1
0
0
0
2
0
0.12
0
3
0.04 0.02
0
4
0.08 0.08
0
5
0.18 0.03
0
6
0.16 0.08
节点 7 处，Fx = -5 lb, 节点 14 处，Fx = +5 lb
校验的 SAP2000 的技术特色
¾ 使用平面应力单元的膜分析 ¾ 平面单元方面比率效应 ¾ 矩形平面单元几何扭曲效应 ¾ 节点力荷载
结果对比
对包含不相容弯曲模式和不包含不相容弯曲模式的平面单元分别列出了 SAP2000 的结果。Cook and Young 1985 第 244 页描述了手算的独立结果。 MacNeal and Harder 1985 也有出版的独立结果。
SAP2000 2
属性 荷载
E = 10,000,000 lb/in2 ν = 0.3 G = 3,846,154 lb/in2
面单元厚度 = 0.1 in
为各个模型施加了下表所列的荷载。
荷载工况 1
荷载类型 轴向拉伸
2
面内
3
面内弯曲
荷载
节点 7、14 处，Fx = +0.5 lb
节点 7、14 处，Fz = +0.5 lb 节点 8 处，Fz = -0.5 lb
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
0.9"
1"
1"
1"
1"
1.1"
6"
模型 D – 三角形单元（每个矩形两个）
8
9
10
11
12
1
23
45
67
89
1
2
3
4
5
6 @ 1" = 6"
13
10 11
6
14
12
7
模型 E – 三角形单元（每个矩形四个）
83 1 12
15 9 7 45 26
16 10 11 89 3 10
算例 3-001 - 2
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
包含不相容弯曲模式
应力分量 正应力 σxx lb/in2 正应力 σyy lb/in2 剪应力 σxy lb/in2
E - 三角形 4
A- 矩形
荷载工况 3 面内弯曲
B - 梯形 C - 平行四边形 D - 三角形 2
E - 三角形 4
Uz 节点 7 和 14 的平均
值 in
Ux 节点 7 和 14 的平均
值 in
SAP2000
3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05 3.000E-05
2
3
4
5
6
7
6 @ 1" = 6"
X 模型 B – 梯形单元
1 - 节点号 1 - 面对象号
0.9"
1.2"
0.8"
1.2"
0.8"
1.1"
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
1.1"
0.8"
1.2"
0.8"
1.2"
0.9"
6"
模型 C – 平行四边形单元
1.1"
1"
1"
1"
1"
0.9"
0.12
0.00030
0.00024
校验的 SAP2000 的技术特色
¾ 使用平面应力单元的膜分析。 ¾ 平面单元的不相容弯曲模式选项。 ¾ 节点位移荷载
结果对比
独立的结果基于第 6 页方程 2，Timoshenko and Goodier 1951。MacNeal and Harder 1985 中有更多已出版的独立结果。
0
7
0.24
0
0
8
0.24 0.12
0
算例 3-001 - 1
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 2
荷载
提供了施加在节点 1、2、7 和 8 的指定边缘位移 Ux 和 Uy 表，以表示荷 载。这些位移通过如下方程指定。
9.000E-04
差异百分比
0% 0% 0% 0% 0% -1% -78% -20% -97% -94% 0% -84% -15% -97% -94%
算例 3-002 - 4
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PROGRAM NAME: REVISION NO.:
17 11 15 18 12 19
12 13
16 17
4 14
5 18
12 @ 0.5" = 6"
19 13 23
20 21
6 22
20 14
24
7
0.2"
0.2"
0.2"
算例 3-002 - 2
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Software Verification
PROGRAM NAME: REVISION NO.:
Ux
=
x
+
y 2
1000
,
Uy
=
y
+
x 2
1000
对各个边缘节点使用上述方程得到的所施加位移表示于下表。这些位移通 过名为 Membrane 的工况施加。
X
Y
节点
(in)
(in)
Ux
(in)
Uy
(in)
1
0
0
0
0
2
0