SAP2000在国际工程钢结构设计中的应用

基于SAP2000分析的钢拱结构设计

对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅, 再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合; 4) 截面设计时, 框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的 50% 。
1. 5 梁扭矩折减系数
5 高规6第 5. 2. 4 条规定, 高层建筑结构楼面梁受扭计算中应考虑楼盖对梁的约束作用, 而对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减。梁扭矩折减系数应根据梁周围楼盖的情况确定, 一般可取 0. 40。
1 工程概况
某钢拱结构大门跨度 36 m, 跨中高度 6 m, 见图 1, 杆件采用 Q235 方钢管, 弦杆采用 120@80 @5, 腹杆采用 60@5。
4 动力分析
为了分析地震作用效应, 采用振型分解反应谱法, 地震作用组合采用 CQC 法, 整体计算时取 10 阶振型, 文中仅取前 3 阶振型, 见图 2, 周期见表 1。
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第 34 卷第 13 期 20 0 8年 5 月
山西建筑
SHANXI AR CH IT ECTUR E
Vol. 34 No. 13 May. 2008
文章编号: 100926825( 2008) 13200722 02
SATWE 软件的参数选用及计算结果的分析判断
樊永华
摘要: 对 SATWE 总信息中周期折减系数、连梁刚度折减系数、梁刚度增大系数、梁端负弯矩调幅系数等参数的取值进
3. 2 内力分析
最大剪力处位于支座处, 为 5. 32 kN( 仅一根弦杆) , 钢拱结构主要为二力杆件, 主要受轴力, 剪力和弯矩较小仅为 0. 4 kN 和 0. 07 kN# m, 按常规方法可以不用考虑此弯矩和剪力。

结构分析设计软件SAP2000和PKPM在钢混结构中的应用分析

结构分析设计软件SAP2000和PKPM在钢混结构中的应用分析摘要：本文通过应用结构分析设计软件SAP2000对水泥厂窑头进行计算和分析，阐述了SAP2000在钢混结构设计中的直观性和优越性，同时，结合国内结构分析设计软件PKPM进行了结果对比分析，得出了结构分析设计软件SAP2000在钢混结构设计中的可靠性，为实际工程中的结构有限元分析设计软件的选择提供了一些论证，以便大家在今后的工程中根据结构的具体形式采取更加合理的设计软件。

关键词：结构分析；SAP2000；钢混结构；PKPM绪论结构的有限元法分析是随着计算机模拟技术的发展逐步兴起的，目前国内外的结构分析设计软件很多，在国内应用最多的由中国建筑科学研究院PKPKCAD工程部编制的PKPM系列软件，它在国内设计行业占有绝对优势，在工业与民用建筑中得到了广泛的应用。

它紧跟行业需求和规范更新，不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品，使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。

而SAP2000是由美国Computer and Structures Inc.（CSI）公司开发和编制的集成化的通用结构分析和设计软件，它可以对建筑结构、工业建筑、桥梁、管道、大坝等不同体系类型的结构分析和设计，也可以根据需要完成世界大多数国家和地区的结构规范设计。

作为国际化的结构分析设计软件，它与国内软件的概念和体系存在着一定的区别[1]。

SAP2000可以给设计者提供一个直观简洁的视图界面，而且还可以在同一界面中进行结构的建模、分析和设计，同时应用计算机高效准确的分析技术和直观完善的数据展示，已经逐步在国内得到了的推广，特别是从事国外工程项目的设计工作，作为国际通用软件的SAP2000可以更加有效的提高我国设计者的水平和效率，增强我国设计行业在国际平台上的竞争力。

同时它还具有强大的荷载定义和结构分析功能，荷载定义包括面荷载、车道荷载、应变荷载、表面压力荷载、孔隙压力荷载、预应力荷载等，结构分析功能包括了模态分析、反应谱分析、屈曲分析、push—over分析及阶段施工分析、非线性动力分析等。

SAP2000在国际工程钢结构设计中的应用

楼面体系为主次梁上铺６ｍｍ厚花纹钢板，钢
板下设置加劲肋
１某国际工程钢结构厂房工程概况
本工程为某国际工程水泥厂生产线的包装车间。该项目为在老厂区内扩建的工程，两侧水泥库已经建成．现增加２条包装线。包装车间沿水
大多数国家和地区的规范完成结构设计。ＳＡＰ２０００已有４０多年的发展历史。是美国乃至全球公认的结构分析计算程序，在世界范围内广泛应用。本
两水泥库中间细腰部分在３．６０、２１．５５、２９．７０ｍ高程分别生根于水泥库混凝土墙，将钢牛腿采用植筋（栓）方式生根于水泥库混凝土墙以支撑本层
ｍｍ厚Ｑ２３５钢板。
层结构，中间为５层结构，均采用钢框架体系规范，建筑结构的安全等
（２）定义反应谱函数。根据地震加速度和场地特征周期定义反应谱函数。
（３）定义荷载模式。荷载主要有恒荷载、活
荷载、积灰荷载和风荷载，积灰荷载的荷载类型取为活荷载。
（４）在荷载工况中增加移动荷载和反应谱工
况。移动荷载的输入详见后述：反应谱工况振型组合方式为ＣＱＣ，方向组合为ＳＲＳＳ，当整体坐标

欧洲标准的SAP2000应用指南

欧洲标准的SAP2000应用指南一.钢框架设计首选项通过大量的实验数据，得出EC3规范中的安全度水平是偏于保守的，而美国在修订ACI 318规范时提出在保证公共安全及适用性的条件下，要降低营建费用和设计费用的总要求。

1、设计规范BS EN 1993-1-1:2005 EN 1993 Eurocode 3-2005：Design of steel structures 钢结构设计规范。

(整个欧洲规范共10卷58分册，EN0为EN1~9的指导性文件，就建筑物的安全性、适用性、牢固性、耐久性及消防要求为所有欧洲规范确立了设计的一般准则，一些特殊的结构（如核电站、大坝等）则在EN1~9的附加规定中加以考虑。

)EN为Euro Norm欧洲标准的简写，CEN为European Committee for Standardization欧洲标准委员会的简写。

名义屈服强度fy，极限强度fu，钢材等级见EC3 Table3.1，材料其它设计参数见EC3 3.2.6。

2、Country欧盟一共28国家，Sap2000欧洲规范包含了部分欧盟成员国，选择了不同的国家，会采用不同的首先项默认参数。

CEN 成员为下列国家标准团体：奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。

SAP2000包含如下国家：Bulgaria 保加利、Denmark丹麦、Finland 芬兰、Germany德国、Norway挪威、Poland波兰、Portugal葡萄牙、singapore新加坡、Slovenia斯洛文尼亚、Sweden瑞典、UK英国。

选择国别后，SAP2000会给出不同的国家参数(Nationally Determined Parameters NDPs），NDPs亦可在相关国家附录（National Annexes）中查到。

基于SAP2000软件的钢井架设计

信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1201 目前钢结构井架常用的计算方法1.1 传统的计算方法以前钢井架的计算大多将其简化为平面桁架结构，对荷载进行简化和分析，然后根据钢结构设计规范进行计算。

这种计算方法，对于规则的井架结构，计算精度尚能满足要求。

但对于稍微复杂的钢结构井架来说，该计算方法就显得力不从心，其计算精度也很难满足工程需要。

1.2 现代钢井架的设计方法随着计算机技术的发展，国内外能够进行钢结构设计的软件如雨后春笋般开发出来。

和传统的计算方法相比，这些软件都可以空间建模，实现空间井架结构的计算与分析。

SA P 2000软件被誉为结构分析与设计软件的常青树，SA P 是“Str uctural A naly sis Program”的缩写，从它的缩写也可以看出，该软件主要应用于结构的设计与分析。

2 基于SAP2000的钢井架结构设计2.1 SAP2000简介SAP2000是美国CSI公司产品，在世界范围内广泛应用[1]。

除去满足的构造及使用功能之外，钢结构井架设计的核心工作就是对各构件的截面进行设计。

传统的设计方法都是初选构件截面尺寸，然后进行受力验算，从而判断截面的选取是否满足要求。

对于设计者来说，截面不能选太大，当然也不能太小，确定构件截面的过程是一个反复试算的过程，工作量相对来说很大。

SA P2000恰恰在这方面有其独特之处，它可以根据程序设定的位移或周期目标对构件截面进行分析，如果截面不满足要求，程序可以自动选择截面再进行计算，重复这个过程，直至截面满足要求为止。

所以，SAP2000在钢结构设计方面优势明显[2]。

2.2 基于SAP2000的钢井架结构设计某煤矿矿井，拟设计井架为单斜撑式钢井架，单绳提升。

拟设计钢井架立架四角柱及主斜撑均采用H 型钢H M 390×300×10×16，立架四角柱之间用H 型钢H N350×175×7×11在水平方向相连。

SAP2000案例教程——钢框架

【定义】>【荷载模式】
定义荷载模式
施加荷载
施加恒荷载、活荷载
选中所需施加荷载的面单元，【指定】>【面荷载】>【均匀分布到框架（壳）】
钢框架设计—7
SAP2000 案例教程
工作内容
功能
命令
施加风荷载
【定义】>【荷载模式】>(选中“WINDX或 WINDY”后)【修改侧向荷载模式】
施加荷载
施加地震荷载
工作内容
功能
命令
指定组
为普通框架单元指定截面信息为自动设计框架单元指定截面信息
选中所需指定的截面的框架单元，【指定】> 【截面】>【框架截面】【选择】>【选择】>【组】，选中定义好的自动设计组【指定】【截面】>【框架截面】，选择定义好的自动选择列表
指定截面
调整柱子布置方向
选择需要调整布置方向的柱子，【指定】>【框架】>【局部轴】
建立模型
指定约束
选择需要指定约束的点，【指定】>【节点】> 【约束】
钢框架设计—2
SAP2000 案例教程
工作内容
功能调整视图
命令【视图】>【设置二维视图】
绘制楼板建立模型
【绘制】>【绘制矩形区域】【绘制】>【绘制多边形】
复制楼板
选中顶部的楼板，【编辑】>【带属性复制】> 【平移】
钢框架设计—3
b' ）应乘以降低系数 0.85； f ——钢材强度设计值，抗震设防时应按本规程第 5.5.2 条的规定除以
RE 。
2.8 稳定系数 b —上翼缘加载？根据（GB50017-2003）附录 B 计算梁整体稳定性系数 b 时确定荷载的作用方式。荷载作用在上翼缘系指荷载作用点在翼缘表面，方向指向截面形心；荷载作用在下翼缘系指荷载作用点在翼缘表面，方向背向截面形心。

SAP2000在钢结构设计中的若干问题探讨

ｐｔ是平ｍｍｒｅｌａｅ板，ｅｂｎ是膜，ａ两者的区别应该是有无面
外刚度。如板厚较大，的剪切变形不能忽略时用ｔｃ板ｈｋｉ
ｐｔ厚板单元）比如厚板转换层；ｌｅａ（，否则可用ｔｎｅ薄板ｈｐｔｉｌ（ａ
单元）。再有，只要在ｓｅ上加了面荷载，ｈｌｌ就可以传到支座
了。
结构中，交叉撑的两个杆件在中点设断点相连需注意：１程序计算的计算长度不对（）不影响分析，但用程序设计截面时需修正计算长度，否则偏不安全）。幻释放断点处端弯矩，会出现几何瞬变。３不释放则程序假定４，）杆刚接（而不单是被断开的构件连续）要构造保证之。，ｔｅｅｇ／０４９４ｏｒｓｎ２０一一：ｗｄｉ建议处理办法：１十字交叉处不要设置节点，）让两个杆无节点通过。截面设计时注意长细比修正。２主杆有平面节点时作为梁单元计算。截面设计时忽）
ｌｄｏ２０ａａ／０３一５０ｏ一１：
幻为什么ｓｌｈｌｅ的网格划分比较麻烦？它和ｐｔ的网ｌｅａ
格划分有什么性，而只拉单元就不一定非得几何非线性了，比如我用钢筋作支撑，可以是单拉杆，但绝不是索。
很小（正常情况是不可能的）这个修正系数将是很大的，，计算结果是不对的。另外应该注意：在模拟析架单元时不能将一根杆划分为两个及以上的单元，因为衔架单元只有一个自由度，中间节点在三维分析中将本来一个自由度投影为三个自由度，两维分析中将本来一个自由度投影为两个自由度，刚阵是奇总异的，运行时不是除零计算中止就是得到大位移结果（因舍入误差而不出现除零，除一个很小的数得到大位移结果）。

SAP2000在幕墙钢结构中的设计与应用培训(苏州)

课程大纲
—引申：预应力拉索单元Cable的参数全面理解（5）案例：玻璃幕墙雨棚钢结构综合案例——玻璃盒子（6）案例：大跨度空间结构内力与变形计算（同采光顶） ——空间张悬梁（带拉索）（7）结构计算书形成，过滤，整理（a）计算书的参数深度理解（依据中国规范）（b）计算书的形成，整理（8）总结——常见疑难问题汇总解答（9）总结——SAP2000工程结构计算分析步骤
1 薄与厚之分在于是否考虑剪切变形？厚度>1/10~1/5跨度 2 高版本中可以考虑分层壳？ 3 板，膜，壳的区别？（界面演示） ————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
受荷范围-板高宽比
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案例 3 — 框式幕墙支撑体系设计计算（横梁）要点 3 计算校核点抗弯，抗剪，抗扭，挠度
玻璃板在横梁上偏置引起
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案例 3 — 框式幕墙支撑体系设计计算（横梁）条件：横梁计算标高为17.0 m，饰面材料为玻璃，所受重力GK=0.6 KN/m2，横梁的计算长度取L=6120 m，幕墙分格高度为： H=3.9m,h1=1950,h2=2250,L1=2220,L2=1620mm
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案例 3 — 框式幕墙支撑体系设计计算（横梁）荷载组合：强度计算：自重与恒荷载（1.2）+风荷载（1.4）（双向受弯）变形计算：恒载（标准值）风荷载（标准值）组合：SQRT（恒载2+风荷载2）
如何体现抗扭？
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（3）结构模型正确建立的方法与技巧
——规则与不规则钢框架，钢框架支撑体系，局部坐标轴应用，不规则结构（圆弧，椭圆）等，异形截面结构，张弦立体桁架结构，门式刚架， CAD模型精确导入与浮点坐标修正，变截面模型，偏心处理，“组功能”高级使用，“显示功能”高级使用，铰接与刚接，复合材料截面，截面应力设计器，移动载荷EXCEL处理方法，节点与构件等定位与重新编号，数据高级导入与整理，第三方审核—体育馆模型等）