Sap2000培训-1(面板计算)
XXXX11_SAP2000培训(苏州)
3 门式刚架（三维整体） 案例3
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3 门式刚架（三维整体） 案例3
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3 门式刚架（三维整体） 案例3（步骤）
1 CAD建模（采用mm单位，屋顶抬高600mm） 2 导入SAP2000
—修正坐标原点 —显示，调整方位（重力方向，采用加载法试看） —调整浮点坐标（归0处理） 3 建立冷弯薄壁型钢截面（C180*70*20*3）和刚架梁柱 截面 4 利用局部坐标系建立屋顶的檩条件 5 若刚架柱采用楔形变截面，如何建立？调整偏心？
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1 规则框架结构（R.C，钢结构） 案例1—荷载导荷（导与不导），怎么导（ETABS）？ 要点：
1 膜厚度定义为零时，荷载是可以传导的，与不设为零是 一样的：荷载通过节点来传递，只是设为零时，这块shell 就没有平面内或平面外的刚度了，并且没有了质量。
2 需要注意的是通过面来导荷载不同于一边概念上的三角 形或梯形导荷，它是通过节点力均分面上承受荷载来实现 的，可能不符合我们预定的要求。
————厚度参数输入的物理意义（很重要）
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3 板，膜，壳的区别？（界面初步演示）
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2 常用软件： 国外：ANSYS，Abaqus SAP2000，ETABS，MIDAS等 国内：PKPM，3D3S等
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3 SAP2000程序介绍 ——面对对象设计
1) 面对对象的含义
删除，复制，平移，旋转等 荷载的施加，删除 模型修正（刚接，铰接，约束等） 计算结果提取，校核 形成报告
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案例 2 — 框式幕墙支撑体系设计计算（立柱） 荷载组合： 强度计算：1.4风荷载+0.5*1.3地震荷载 变形计算： 风荷载（标准值 ）
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案例 3 — 框式幕墙支撑体系设计计算（横梁）
sap2000教程
sap2000教程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。
sap2000学习交流
2
功能及特点 复杂的空间结构检算 混凝土框架、钢结构框架、铝框架、 混合材料结构设计 面向对象的设计软件 三维功能 桥梁模块 先进的分析技术 （大变形、温度、拉压、屈服、爆炸等）
3
界面
•窗口顶部菜
单（包括定义、 绘 图 、选择 、 指定 、分析 、 显示 、设计 ）
•快捷工具栏 •二维-三维显
五、技术资料
结构概念分析与SAP2000应用 SAP2000 基本分析参考手册 SAP2000自学教程 从入门到精通 SAP2000 中文版使用指南 SAP2000 参考手册
北京金土木技术有限公司 /SoftWare/products_sap.asp
谢谢！
荷载添加及分析
荷载模式添加（恒载+活载） 荷载工况选择（荷载形式、大小、方向） 分析运行（运行工况选择）
结果输出
以图像方式显示分析结果
结果输出
以图表方式显示分析结果
结果输出
小型锅炉
三、SAP2000 结构设计
钢框架设计
框架设计首选项修改
框架设计结果图形表示
设计结果
四、实例
工程
演示的工程是一个有五个板的斜桁架桥。桥跨 60 m，每个宽 和高 6m。支座一端滑动，另一端铰接。 桁架及交叉单元由 2L4X4（双角钢） 构成，桥面板为 5 0cm厚 混凝土板。桥只进行静力分析；桥面恒载每平方米 10 KN，活载 100KN。
节点、线、面
壳单元
• 三维壳，如罐和穹 • 板结构，如楼板 • 膜结构，如剪力墙
A
建模 方法
导入模型 （CAD dxf格式文件） 系统模型 （默认、绘制）
B
绘制 模型
选择轴网
选择坐标系
SAP2000建模操作步骤(含超限计算)
一、 SAP建模：1.将已经正常运行过的ETABS模型导入SAP2000，具体操作如下：a.ETABS模型“文件—导出—模型另存为SAP2000. S2K文本文件”；b.SAP2000模型“文件—导入‐‐SAP2000 V6或V7.S2K文件”，弹出如下窗口：点击“运行转换器”，成功后进“File—Import SAP2000 V6/V7 Text(.S2K)File”，导入后进“File—Save As SAP2000 V8 (.SDB)File”，然后在SAP2000打开SDB文件即可。
2.删除SAP2000模型中所有的楼板（因板自重及其荷载均已导至周边支座）：“选择—选择—属性—面截面”，选定所有板截面，删除；3.全选所有节点，“指定—节点—束缚—添加束缚类型Diaphragm—确定”；4.全选所有框架，“指定—框架—自动框架划分‐‐在和其他框架,面的边,和实体的边的交点”；5.定义质量源：1.0Dead+0.5Live；6.定义荷载工况：7.定义反应谱函数（按安评数据）：8.试算弹性及P‐Delt工况，核对总体结果与PKPM是否接近，主要是总质量、位移、周期等数据，若总质量相差较大，则需检查荷载是否遗漏（若有必要需回到Etabs模型检查一下）；若试算结果都正常，即可进行下一步工作。
9.指定框架梁、连梁（不是墙开洞连梁）的截面和配筋：a.把塔楼各标准层框架梁（不含次梁和挑梁）的实配钢筋进行归并，此步骤可打出PKPM各标准层的配筋面积图，手动归并，包括左端、右端和跨中的配筋面积(㎡)，每一种截面按其配筋和所在的标准层可能有多个编号，格式如下：BA200X400a, BA200X400b……及BB200X400a, BB200X400b……，而且草图上每根梁的编号都要写上，方便在模型中指定。
b.在SAP“定义—截面属性—框架截面”中，先各选定一个框架梁和连梁截面，“修改显示属性”，弹出如下左侧窗口，点击“配筋混凝土”，修改“设计类型”为梁，填写“到纵筋中心边保护层”（保护层厚度+箍筋直径）；注：这样在“交互式数据库编辑”中的框架截面属性表格中就会有一个正确的格式，方便导出Excel表格填写框架截面定义；c.将归并好的截面和配筋输入至EXCEL表格（详见附件“框架截面”和“框架配筋”），按SAP中的表格样式（如下）：d.在SAP中打开“编辑—交互式数据库编辑—属性定义—框架截面属性”，即可出现上述窗口，点击右侧“到Excel”会出现相应的Excel表格，将上述b条中编辑好的Excel 表格中的内容复制粘贴到这个新的表格，然后点击上述SAP窗口中的从Excel，即可完成框架截面和配筋的定义；e.将上述定义好的框架梁的截面逐层指定给SAP模型中的框架梁：选定模型中的梁，“指定—框架‐‐框架截面”，点取窗口中相应的截面确定即可。
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。
一、建立模型：1、选择计算量纲为KN,m,C。
2、点击 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/ShowMaterial可查看有关钢的弹性模量及泊松比，修改钢的弹性模量为72=⨯.2.2510/E KN M2.定义截面。
Define→Frame Sections→Add/Wide Flange下选择 AddRectangular→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。
《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
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
R
Software Verification
PROGRAM NAME: REVISION NO.:
SAP2000 0
算例 1-001 - 5
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
R
Software Verification
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
COMPUTERS & STRUCTURES INC.
R
Software Verification
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
比较简单的的Sap2000教程
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。
四、算例分析（一）玻璃面板计算1、玻璃计算模型玻璃面板选用TP12+12A+TP12中空玻璃q1：外片玻璃风荷载和水平地震作用组合设计值q1=0.93 KN/m2te：中空玻璃等效厚度te=14.4 mmWk：玻璃承受的水平风荷载标准值Wk＝1KN/m22、玻璃强度计算1）修改界面语言2）模型初始化3)编辑轴网4）定义材料5）定义截面建议使用厚板公式，考虑剪切变形。
6）绘制模型支座处必须是单元的节点。
7）定义荷载工况8）施加荷载9）网格细分10）运行11）查看运行结果3、玻璃挠度计算1）定义截面2）添加荷载工况3）重新指定截面4）施加荷载5）运行6）查看运行结果1、双支立柱计算模型（立柱选用80×60×4钢方通）设计值 g线＝0.72 KN/m2)立柱承受的水平线荷载风荷载标准值 wK线＝1.411 KN/m水平荷载设计值 q线＝2.287 KN/m2、SAP2000建模1）模型初始化2）编辑轴网3）定义材料4）定义框架截面5）绘制模型6）定义荷载工况7）施加荷载8）框架细分9）运行10）查看运行结果a、内力b、挠度3、钢框架设计1）运行钢框架设计2）修改组合3）再次运行钢框架设计。
SAP2000入门常见问题整理
SAP2000入门常见问题整理SAP2000入门常见问题整理一、建模方面1、柱子的偏心在sap2000里如何输入？可以利用插入点命令来实现，assign>frame/cable/tendon>insert point2、在PKPM等软件可以将梁置于柱边，SAP200中如何设置？设置梁端刚域比较合理( End offset)。
3、SAP2000设置的截面如果需要转个90度，请问在哪设置？选择构件，菜单－指定－框架/索/筋—局部坐标—90度，即可。
4、如何选择楼板单元类型？“壳”具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元。
“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。
“板”仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形。
对于面截面类型的选择，一定程度上要根据工程情况作出选择。
5、编辑菜单下的“分割面”和指定菜单下“面对象剖分选项”有什么区别？什么情况下要设定面对象剖分？“分割面”是把一个面对象分割为若干更小的面对象，可以再对其中某个面对象进行编辑（比如开洞、施加荷载等等）。
“面对象剖分”是对面对象的有限元划分，形成有限元分析的单元和节点。
对于膜属性的单元可以自动根据梁、墙位置进行剖分。
对于壳和板，需要人工设定剖分。
6、从Autocad导入SAP2000注意的问题（1）在SAP2000中输入曲线构件，可以用一段段短线组成，分的足够多，就达到曲线的效果。
方法：画曲线，用内接正多边形逼近。
（2）在cad中绘图时，不能把图素放在0图层。
（3）导入DXF文件，请注意用line绘制直线模拟弧线轴线，不能使用Polyline命令。
（4）在CAD中画图应该定义一个画图的原点，这个原点要与CAD中的（0，0，0）重合，这样导入到SAP中时图形原点才会在SAP中的原点。
7、网架建模时，螺栓球的质量如何考虑？设计网架时，螺栓球节点自重一般按照杆件重量的一定比例考虑，在SFCAD中一般考虑杆件重量的30%，MSTCAD中考虑25%，3D3S 中可以调整比例。
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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。
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。
（本教材中面板的例题是以模板建模为例）
5、钢材的材料属性需要修改弹性模量和屈服强度，屈服强度适当减小。
四、算例分析
采用SAP2000计算面板过程
一、修改单位：修改右下角单位为N，mm，C。
二、建立轴网：文件→新模型→轴网→笛卡尔→输入x，y，z的数量及间距，一般来讲-Z轴为重力方向（默认），而且重力软件会自动计算在建立模型时只要保证玻璃的重力方向与Z轴重合就行。
三、材料：定义→材料→添加新材料
以下表格中的数据均为mm、N（这时要注意SAP中的单位是否与你要输入数据的单位一致）。
材料名称Stone（石材）GLASS（玻璃）Alumpanel（铝材）
材料类型各项同性各项同性各项同性
设计类型none none none
密度 2.8E-09 2.61E-09 2.854E-09
重度 2.75E-05 2.56E-05 2.8E-05
弹性模量80000 72000 70000
泊松比0.125 0.2 0.33
热膨胀系数0.8E-05 1.0E-05 2.35E-05
四、定义面截面：定义→面截面→添加新截面
截面名称自定义
材料名称根据实际情况选stone/
glass/alumpanel
材料角0
面类型壳
膜面板厚度，如石材25，玻璃
10，铝板3
弯曲面板厚度，如石材25，玻璃
10，铝板3
类型壳
五、绘制面板：绘图→绘制矩形面单元→选择截面后开始绘图
绘制及指定面，点取左边标签栏中的绘制矩形面单元section选取前面所添加的材料如：boli
六、定义荷载工况：定义→荷载工况→添加新荷载（即风荷载、地震等）
七、定义荷载组合
1.定义→风荷载
2.定义→组合→添加新组合(设计值)
八、设置支座：指定→节点→约束（根据实际情况约束位移）
支座设置，如点玻为250系列驳接抓则支座位置在距边缘125mm处。
先选择boli截面，再在编辑菜单栏下点取剖分面选项，输入需分格的数量
点取剖分面分割选择壳
确定支座的位置指定节点约束
九、添加荷载：指定→面荷载→均匀（壳）注意：必须先选择所指定的面
注意单位的选取
风荷载
水平地震作用
十、运行：分析→设置运行的分析工况（注意系统自动生成的dead模型需运行）
十一、查看结果：
1.显示→显示力/应力→壳（工况组合设计值查看应力）屏幕墙左下角显示最大最小值
玻璃面板的最大应力强度值小于玻璃幕墙强度规范值84N/mm2则计算通过，反之则不能通过
2.显示→显示变形形状→壳（风荷载）
3d模型
3．玻璃面板允许的最大挠度应为强度标准值与面板长边支座净距比值的的1/60 4．若计算结果不能通过则需将运行后的结果解锁，按上述步骤重新操作一遍。