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“DINGBAN”；
2、材料根据真实设计信息选择C30、C40或其它；
3、深度即为构件的厚度，按真实设计信息填写；
4、宽度为计算纵向的长度，本例是在柱前后各取的半跨，因此为6.5m，
也可以取单位宽板带计算，但此时柱需做简化；
在对话框中还有一个“配筋混凝土”选项，点开后根据真实设计信息选择设计类型和填写保护层厚度，本例中是将侧墙、顶板、中板、底板的设计类型均定义为“梁”，柱仍为“柱”。

六、定义荷载工况
点击“定义-荷载工况”，弹出“定义荷载”对话框，定义好荷载名称、类型、自重乘数后，点击
“添加新荷载”即可完成一个新荷载的定义，可将各项荷载逐次添加，本例中是这样定义的：
需要注意的有：
1、程序中已有名为“DEAD”的荷载，其自重乘数为1，代表着构件自重，因此其他各项荷载的自重乘数需为0；
2、荷载名称中除地震荷载QX外均可自定义，以方便个人记取为主；
3、本例中抗浮设防水位在顶板以下，如果抗浮设防水位在顶板之上，还需增加一种荷载DSYL（顶板水压力）。

七、指定框架截面
首先点选需要定义截面的构件，然后点击“指定-框架/索/筋-框架截面”，在弹出的“框架属性”对话框中选择之前定义好的框架名称。

框架截面全部指定完毕后，可点击“视图-设置显示选项”，在“激活窗口选项”对话框中，选上“常规”一栏里的“拉伸”，检查截面是否指定正确。

八、指定荷载
首先点选需要布置荷载的构件，然后点击“指定-框架/索/筋荷载-分布”，选择需要布置的荷载工况名称，填写之前计算好的荷载数值，注意荷载的方向，Gravity即为重力方向，也是Z轴的负方向。

九、定义荷载工况组合
点击“定义-组合”，在弹出的“定义反应组合”对话框中，点击“添加新组合”，弹出“反应组合数据”对话框，定义一个反应组合名称，组合类型选为
“Linear Add”（叠加型），逐项往组合中添加荷载工况，在构件强度计算中，只考虑永久荷载和活荷载，永久荷载的比例系数均为 1.35，活荷载的比例系数均为1.4。

需承结构重要性系数。

十、设置底板土弹簧
1、分割框架：因为弹簧只能设置在节点处，需要在底板构件中增加许多节点。

首先点选需要设置土弹簧的底板构件，然后点击“编辑-分割框架”，根据想要设置的弹簧间距，设置分割框架的数目。

在本例中将底板分割为1米左右宽度的构件，即节点间距也就是弹簧间距为1米左右。

2、设置弹簧：框选底板上所有的节点，然后点击“指定-节点-弹簧”，弹出“节点弹簧”对话框，选择整体坐标系GLOBAL，在Z方向设置弹簧刚度，弹簧刚度由持力土层的垂直基床系数乘以弹簧所占面积得来，本例中弹簧刚度为44MPa/m×(1×6.5)㎡=286000 KN/m。

十一、指定节点约束
为了模拟地下结构的真实情况，需要给结构一个水平方向的约束。

点选底板上居中的一个节点，然后点击“指定-节点-约束”，弹出“节点约束”对话框，在“全局方向约束”中只选择“1轴平移”，即给了该节点一个水平方向的约束，也就是给了整个结构一个水平方向的约束。

十二、分析计算
1、设置分析选项：由于本例模型为平面框架模型，点击“分析-设置分析选项”，在“快速自由度”中选择“平面框架”即可；
2、设置运行的分析工况：在构件强度计算中不需要考虑地震荷载，点击“分析-设置运行的分析工况”，将地震荷载QX改为不运行；
3、点击“运行分析”，开始计算。

十三、查看计算结果
分析计算完毕后，可以点击右下角的“开始动画”观察框架在各种荷载工况下的变形情况，也可以点击“显示-显示力/应力-框架/索/筋”，弹出“框架的受力图”对话框，通过选择工况组合，可以查看在各种工况或者强度计算组合下的内力图。

看剪力点选“剪力2-2”，看弯矩点选“弯矩3-3”。

附页
一荷载组合
二工程地质与水文地质情况及结构参数
本工点场地地势较平坦，地面标高43.20~44.98m左右。

场地地貌类型属第四系浑河高漫滩及古河道，土层上基本以中粗砂和砾砂为主；根据提供的地质资料，计算采用地质钻孔号为ZX-0098，其地质情况及参数选取见下表。

地面标高取44.49m。

此处地下水位埋深9.0m，水位标高为35.49m。

抗浮设防水位标高40.48m。

本段断面车站结构覆土厚度按3m计算。

1）3-3层的饱和容重为19.58 kN/m3，浮容重为9.58 kN/m3；
2）3-4层的饱和容重为18.92 kN/m3，浮容重为8.92 kN/m3；
3）3-5层的饱和容重为18.80 kN/m3，浮容重为8.80 kN/m3；
K=∑K i h i/∑h i=0.45；
4）结构侧面土层加权侧压系数为
5）水平基床系数取
平均值为31 MPa/m，垂直基床系数取平均值为35 MPa/m；
6）采用水土分算；
7）结构总高12.21米、钢筋混凝土容重25KN/m3、基底层位于3-5层，承载力特征值为550KPa。

三、各个工况荷载计算
1.结构自重：按钢筋混凝土容重25 KN/m3，程序自动加载；
楼面铺装层为5 KN/m3；
混凝土收缩：按降温15℃考虑，程序中加载。

2.水、土压力：
1)顶板水、土压力：结构顶板覆土深度为3米，
（A）按现状水位计算顶板压力：q1=3.0×19.3＝57.9 KN/m2。

（B）按抗浮水位计算顶板压力：q11=3.0×19.3=57.9KN/m2
水压力为q12=0
总顶板水土压力为：57.9+0=57.9 KN/m2。

2)侧墙水土压力为：
（A）按抗浮水位计算顶板土压力：cq1=57.9×0.45＝26.06 KN/m。

顶板水压力：cq11=0 KN/m。

（B）按抗浮水位计算底板土压力：cq2=（57.9＋1.2×19.3＋2.4×9.58＋8.4×8.92
＋0.21×8.8）×0.45＝81.37 KN/m。

底板水压力：cq21=0＋11.2×10＝112 KN/m。

3.
4.地面超载：按20 KN/m2考虑。

5.楼面活载：按8 KN/m2考虑
6.地震荷载：（μ＝0.25、κ＝0.2）
1)结构自重产生的地震荷载：系数为0.05
2)结构顶覆土产生的地震荷载：3.5*20*23.4*8*0.05＝655.2KN
3)结构侧压力增量：e1=0.043*90=3.87 KN/m2、e2=0.043*345=14.8 KN/m2
7.（工况6）人防荷载：（h=10、Pm=0.05MPa、t=1.17s、Co=200）
1)顶板：200KPa
2)侧墙：180KPa
3)底板：160KPa
4)
5)
6)
7)（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
8)
9)
10)
11)
12)
13)。