sap2000讲义
SAP2000 讲义
7、SAP2000 单元类型 框架/索：用来模拟 梁、柱、支撑、桁 架、索单元
连接（两点）单元： 用来模拟特殊单元 行为如隔离器、阻 尼、隙、分段线性 弹簧和其它。和框 架/索对象不同连接 对象 面：用来模拟墙、 楼板、和其它薄壁 单元，也可以用于 二维固体（平面应 力、平面应变、轴 对称实体） 实体：用来模拟三 维实体
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4层房屋结构，根据不同的要求和所具备的条件，其计算简图可分为 图c、d、e几种情况
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建模常用方法
1. 直接用SAP的网格工具建模，这个方法最常用，最适合平面模型， 对空间模型编辑较为繁琐
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2. 使用相应的摸板，快捷方便 例图为二维桁架模版直接生成
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固定支座 固定支座被支承的部分完全被固定,不能竖向和水平移动,也不能转动， 提供三个反力。
计算简图
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11、SAP2000荷载工况及加载 在分析或设计一个结构时，必须对施加在结构上荷载的性质和大小有一个清晰的了解 下面用图表方法表明了必须考虑的主要荷载以及它们的特征
12、SAP2000 选择分析类型及分析
13、SAP2000 结果查询及钢结构验算 14、SAP2000 例题
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1、SAP2000 介绍 SAP2000是由美国CSI (Computers and Structures Inc )公司开发研制的通用结构分析与设 计软件。SAP2000已经由近40年的发展历史，是美国乃至全球公认的结构分析软件，在世 界范围内广泛应用 SAP2000分析计算功能十分强大，它几乎包括所有结构工程领域内的最新结构分析功能， 四十多年的发展，使得SAP2000积累了丰富的结构计算分析经验,从静力动力计算，到线 性非线性分析；从P-dert效应到施工顺序加载等，都能运用自如，为工程师提供最可靠 的计算分析结果 从CCTV新楼，到奥运工程的“水立方”、“鸟巢”等一大批国家重点项目都凝聚和 体现了SAP2000的强大分析技术,SAP2000中文版将继续为我们发挥重要作用
静力荷载是逐渐施加在结构上的荷载，与之相应的位移也是缓慢产生的，它随着静力 荷载达到最大值而达到其峰值。动力荷载是突然施加在结构上的荷载，具有在数值、方 向、位臵上快速变化的特征，相应结构的变形的变化也是快速的。动力荷载会使结构振 动，以致结构变形的峰值不一定就在施加最大荷载时发生
活荷载是那些在可能作用在结构上，也可能不存在的作用力。虽然活荷载是可移动的， 但它仍然是一种缓慢作用在结构上的荷载。使用荷载是活荷载,它包括人群、存储材料以 及其他类似物品。所有活荷载都以其活动性为特征。它们一般都是竖向向下作用,但有时 也能够在水平方向作用
13．显示计算结果。 显示结构变形： 显示结点反力： 显示单元内力：
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5、SAP2000 坐标系
坐标系的作用：每个结构可以使用不同的坐标系描述点的位臵、荷载、 位移、内力和应力的方向。 模型中只有一个整体坐标系；但有多个局部坐标系，例如，模型的中的结 点、单元、约束有自己的局部坐标系。所有局部坐标系坐标系是相对于整体坐 标系来定义的。
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5.3 坐标系说明 局部坐标系没有一个首选的向上方向。相对整体坐标系，向上 的＋Z 方向用来定义默认的节点和单元的局部坐标系。 节点局部坐标系1-2-3 通常和整体坐标系X-Y-Z 一致。 对框架、面（壳、板、轴对称）、连接/支座单元，单元的一 个局部坐标轴是由单元几何形状所确定。可以指定一个参考 向量一个旋转角度定义其余两个轴的方向。特例是一个节点 或一个无长度的连接单元，这时需要指定局部坐标轴1。
所有坐标系是三维右手直角 （笛卡尔）坐标系。相对于 整体坐标系，向量矢积用来 定义局部和其它坐标系。
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5.1 整体坐标系
整体坐标系是三维右手直角坐标系。三个轴，标记为 X、Y、Z，相互垂直并满足右手准则 SAP2000 总是假定Z 轴垂直，+Z 向上
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5.2 局部坐标系 结构模型的每部分（节点、单元、约束）都有自己的局部坐标 系用来定义属性、荷载、响应。 局部坐标系的轴用1、2、3 表示。通常，局部坐标系从节点到 节点、单元到单元、约束到约束都可以不同。
工程上对于壳的厚度h与其宽度L之比(即厚宽比) h/L<1/10的壳称为薄壳，厚宽比在1/10<h/L<1/5之间的壳,称为中厚壳。薄壳中横向剪应 力对变形的影响较小，而中厚壳中横向剪应力对变形的影响较大
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8、单元定义 以框架单元为例
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方法一 添加单元截面类型
实体单元的局部坐标轴1-2-3 通常与整体坐标系X-Y-Z 相同。 也可以指定两个参考向量或三个角度对一个实体局部坐标定 义任意方向。 体约束、隔板约束、板约束、梁约束、杆约束的局部坐标系通 常由约束的几何属性或质量分布自动确定。或者，可以指定一 个局部坐标轴（体约束除外），其余两个坐标轴自动确定。
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目 录
1、SAP2000 介绍
2、应用SAP2000需要了解的基本知识
3、SAP2000主要结构分析类型 4、SAP2000 结构分析的基本步骤 5、SAP2000 坐标系 6、SAP2000 材料定义 7、SAP2000 单元类型 8、SAP2000 单元定义 9、SAP2000 建模（） 10、SAP2000施加边界条件 11、SAP2000荷载工况及加载
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7.1、框架单元 框架单元（Frame）是由2个结点构成的等截面直线单元，如图所示。它具有拉、压、剪、 弯、扭的变形刚度，框架单元的每一结点都具三个方向的线位移和三个角位移，因而每 个结点都具有6个自由度，相应有6个杆端力 框架单元可用来模拟： ●三维框架单元 ●三维桁架及网架 ●交叉梁系 ●平面框架 ●平面桁架及网架 ●索网结构 根据结构的不同，需要对截面属性进行修正。如模拟 柔索结构，这种索基本上不能承受弯矩。如果用框架单 元来模拟索结构，就需要对索截面属性进行折减；如果 用膜单元来模拟楼板，考虑到楼板对梁抗弯能力的提高， 需要对这种梁截面的抗弯属性进行修该；为使连梁在地 震中先破坏，需要在分析前对连梁的属性进行折减。修 改的截面可以依赖于定义截面，也可以指定给部分单元。
计算简图
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固定铰支座 固定铰支座被支承的部分可以转动,不能移动,能提供两个反 力,在计算简图中用两根相交的支杆表示
计算简图
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定向支座（滑动支座） 定向支座被支承的部分不能转动，但可沿一个方向平行滑动,能提供反 力矩和反力，在计算简图中用两根平行链杆表示。
计算简图
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3、Excel交互式建模，这个SAP2000直接给出了EXcel交互编辑命令．也可以直接用 拷贝和粘贴的方法进行交互编辑．这个在编辑模型时较为常用，很方便
例图为用电子表格编辑节点坐标
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10、SAP2000施加边界条件
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滚轴支座（链杆支座） 滚轴支座被支承的部分可以转动和水平移动,不能竖向移动,所 提 供的反力只有竖向反力
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4、SAP2000 结构分析的基本步骤
1．确定计算简图 2．选择计算量纲（即单位） 3．建立几何计算模型 4．定义单元的材料特性 5．定义单元截面特性 6．定义结构荷载工况。 7．定义结构分析类型。 8．选定约束结点，指定约束类型 9．选定单元指定单元截面组名 10．选定单元施加单元荷载（非结点荷载） 11．选定结点，施加结点荷载（或支座位移） 12．结构分析，求结点位移。 设臵结构类型及相应的结点自由度 ,运行程序
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11.1 荷载加载步骤
1、定义荷载模式
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2、定义荷载工况，可以 进行荷载模式组合，设 臵荷载工况类型
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3、可以预先自定义荷载工况的 组合，sap2000在结构分析完成 后也会根据荷载规范自动进行组 合
静力（Static）：最常见的分析类型，荷载施加不包括动力效应。 模态（Modal）：用特征值方法或Ritz向量法计算结构动力模态。 反应谱（Response-Spectrum）：用静力方法计算由加速度荷载引起 的响应。需要反应谱函数。 时程（Time-History）：施加随时间变化的荷载 屈曲（Buckling）：在荷载作用下屈曲形态的计算。 超静定（Hyperstatic）：由预应力和其他自平衡荷载产生的二次力 的计算。 移动荷载（Moving Load）：结构上车辆荷载沿车道移动最不利响应 的计算。 稳态（Steady State）：在一个或多个频率上施加简谐变化的荷载。 需要稳态函数。 功率谱密度（Power Spectral Density）：按照荷载在频率范围内的概 率分布施加简谐变化的荷载，确定期望的响应值。 非线性分析的结果一般不能进行叠加。所有共同作用于结构的荷载 应该直接在分析工况中进行组合。非线性分析工况可以链接起来以 实现复杂的加载次序。非线性分析的类型有： 静力非线性（Nonlinear Static）：荷载施加没有动力效应。可用来进 行Pushover分析。 非线性阶段施工（Nonlinear Staged Construction）：施加不考虑动力 效应的荷载，同时将添加或移除结构的一部分。可以包括时间效应， 如徐变、收缩和龄期
SAP2000作为结构分析软件工具，它的计算结果准确性依赖于你对结 构的理解，计算模型对结构模拟方式的合理性及准确性，计算结果需要你 的经验加以正确判断，它不只包括设计上的，还包括施工上的
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3、SAP2000主要结构分析类型
从最广泛的意义上，分析类型可以划分为线性和非线性，这依赖于结 构对荷载的响应方式。线性分析的结果可以进行叠加，即可以在分析 之后相加。线性分析的类型有：
sap2000
1 问：能够移动工具栏中的按钮么？答：当然可以——拖住工具栏的双线指示位置，可以移动到不同的位置处，或者可以完全的关闭它。
2 问：如果偶尔选错一个对象，该如何去掉它？答：简单的再次单击这个对象来去掉它，或者点击清除选择按钮…clr‟来去掉全部所选的对象。
注意到与这个按钮相邻的还有两个相关按钮，一个是…ps‟按钮来获取前一次选择；一个是‟all‟按钮来选择全部点、线、面。
3 问：右下角下拉菜单中的“Global”指的是什么？答：它指的是当前显示的坐标系。
在同一个模型中用户可以建立多个坐标系，可以是笛卡尔坐标系或者柱坐标系。
如果用户定义了多个坐标系，那么可以在SAP2000 屏幕右下角的默认为“Global”的下拉菜单中进行切换。
4 问：如何显示构件的局部坐标轴？答：点击视图>设置建筑视图选项，在对话框中勾选框架/索/钢束前面的局部坐标轴选项，可以显示红、白、蓝三个颜色的箭头，代表1,2,3 轴。
参考美国国旗的颜色来记住这个是有效的方法，红色对应１轴；白色对应２轴；蓝色对应３轴。
请注意这个视图菜单>设置建筑视图选项命令，设置局部坐标轴的显示不仅适用于框架对象，也适用于节点、壳面及连接对象。
5 问：如何改变构件的长度？答：在要改变构件的端点处点击鼠标右键，然后在弹出的点信息对话框中编辑构件端点要移动到的位置的坐标。
6 问：如何改变框架单元的截面属性？答：首先，选择框架单元，点击指定>框架/索/筋>框架截面，选择新的截面属性。
如果在左侧的截面属性菜单中没有看到需要的截面，那么可以用…Import（导入）‟下拉菜单，能够导入标准的型钢截面（Chinese.pro文件为中国型钢库文件）。
也可以选择…Add（添加）‟。
可以添加任意材料的非标准截面、截面设计器截面、变截面以及自动截面选择列表。
7 问：导入AutoCAD 生成的.dxf文件时，需要注意那些问题？答：(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平面图时，SAP中向上方向为z 方向，导入CAD 立面图时，注意将向上的方向指定为y向。
SAP2000基本介绍
锁定和解锁
1.运行分析之后，模型将被自动地锁定（指定Model-Alive分析功能除外），这样可 以防止所作的改动导致分析结果和后续设计结果的无效。用户可以在任何时间自行 锁定模型以防止对模型的改动，也可再解锁模型以接受改动。 2.在运行分析之后，用户在解锁模型时会出现所有分析结果将被删除的警告。 如果用户希望避免分析结果被删除，可以先将模型以另外一个新文件名存盘，然 后再解锁。后续的所有改动将针对于新文件中的模型。
组
组是一组对象的集合。组有很多用途，是一个强大的工具。包括： ƒ 快速选择对象用来编辑和指定 ƒ 定义模型切割 ƒ 分组对象进行相同的设计 ƒ 选择输出
属性 -来确定模型中对象的结构行为。
某些属性，例如材料和截面，是命名属性，在定义前必须指定对象名称。 其它属性，例如框架端部释放或节点支座条件，是直接指定到对象上。
选择
需要预先选择的操作包括：编辑、指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、设计、显示、输出。 在菜单或工具栏中，有四个重要的选择命令： ƒ选择>选择>全部：选定模型中的所有对象，不管对象是否处于显示窗口中。 ƒ 选择>获得上一次选择：选定上一次所做的选择中选定的对象。 ƒ 选择>反向选择：基于现在选中的构件，对模型进行反向选择。 ƒ 选择>取消选择：取消对象的选择。
程序提供了几种图像选择方式。 ƒ 通过指针选择：点击一个未被选定的对象，可以选定它；点击一个已被选 定的对象，可以取消对它的选定。 ƒ 通过包围窗口选择：从左向右拖出一个窗口，则所有被窗口全部包围的对 象将被选定。 ƒ 通过相交窗口选择：从右向左拖出一个窗口，则所有被窗口包围或部分包 围的对象将被选定。 通过特征选择 ： ƒ 一个特定平面上的所有对象 ƒ 具有同一种截面或同一属性的所有对象 ƒ 同一个组的所有对象
超清晰的SAP2000内力与配筋图文说明
SAP2000 M11, M22等内力与配筋图文说明接触SAP2000也有一段时间了，帮助文件中虽然对内力的含义做了解释，但可能有的人对M11，M22的方向理解不太清楚，不方便配筋，现做如下讲解。
首先，内力方向决定于局部坐标系。
在SAP2000中，红色是1轴，白色是2轴，蓝色是三轴。
是如果采用shell单元，创建面的顺序跟局部坐标轴息息相关，建议整个模型尽量采用相同的局部坐标系，方便力的加载及显示统一。
我一般的习惯是逆时针创建面。
如果你的局部坐标轴不一致，也可旋转坐标轴的方向达到你想要的效果。
下面说说常用内力的含义：F11、F22——F11是沿1轴方向，在正1面和负1面上，作用于单元中面上的每单位长度的轴向力；F22是沿2轴方向，在正2面和负2面上，作用于单元中面上的每单位长度的轴向力；F12 是沿2轴方向，在正1面和负1面上，作用于单元中面上和沿1轴方向，在正2面和负2面上，作用于单元中面上的每单位长度的剪力。
V13 V23 ——V13是按3轴方向，在正1面和负1面上，作用于单元中面上的每单位长度面外剪力。
V23是按3轴方向，在正2面和负2面上，作用于单元中面上的每单位长度面外剪力。
V12是按2轴方向，在正1面和负1面上，作用于单元中面上的每单位长度面外剪力。
剪力一般看V13,和V23。
M11、M22——M11是围绕1轴，在正1面和负1面上，作用于单元中面上的每单位长度方向弯矩。
M22是围绕2轴，在正2面和负2面上，作用于单元中面上的每单位长度方向弯矩。
举个例子：对于下图的一面墙，局部坐标系如图所示，该墙受到-3轴的均布作用力。
在该力的作用下，会产生两个方向的弯矩M11，M22，分别在水平和竖直向发生变形，最终的变形就是这个两个方向的综合效应。
由上图可知，M11作用在正1和负1面上，使正2和负2面发生弯曲。
因此，需配置1轴方向的水平钢筋。
M22作用在正2和负2面上，使正1面和负1面发生弯曲。
因此，需配置2轴方向的竖直钢筋。
SAP2000案例教程——钢框架
【定义】>【荷载模式】>(选中“QUAKEX或 QUAKEY”后)【修改侧向荷载模式】
钢框架设计—8
SAP2000 案例教程
工作内容
功能
命令
施加荷载
分析
进行模型分析 首选项
【分析】>【运行分析】 【设计】>【钢框架设计】>【显示/修改首选 项】
设计
钢框架设计—9
SAP2000 案例教程
工作内容 设计组
（6.4.6-1） （6.4.6-2） （6.4.6-3）
n
fy E
1.3 抗震设计等级 根据（GB50011-2010）第 8.1.3 条确定。 1.4 结构重要性系数 0 根据钢结构规范 3.2.1 规定，应按照现行《建筑结构可靠度设计统一标 准》采用。 1.5 忽略宽厚比校核 对应《钢结构设计规范》（GB50017-2003）所有对钢结构宽厚比或高厚 比限值的验算。 1.6 梁按压弯构件设计 梁是否按照压弯构件设计。 1.7 样式活荷载系数 考虑连续梁和悬臂梁活荷载不利分布的参数，适用于国外规范，中国规 范没有相应要求，一般取默认值 0。 1.8 需求/能力 比例限值 设定最大应力比，在自动优化设计中作为应力比控制限值，超出此值将 更换截面或给出警告信息。 2 钢框架设计覆盖项 钢框架设计覆盖项是对单个钢结构构件设计参数的设置及修正，当杆件 的设计参数与首选项参数或程序默认参数不同时，可以直接在覆盖项中进行 修改。修改后，程序可直接基于新的参数对构件进行设计，同时可在设计详 细信息中查看新的设计结果。
功能
命令 【设计】>【钢框架设计】>【选择设计组】
设计/校核
【设计】>【钢框架设计】>【开始结构设计/校 核】 【设计】 >【钢框架设计】 > 【校核分析与设计 截面】 当存在构件的分析截面与设计截面不一致时，弹 出如下对话框，执行【分析】 >【运行分析】， 【设计】>【钢框架设计】>【开始结构设计/校 核】，直至所有构件的分析截面和设计截面完全 一致。
Sap2000操作演练(支座位移)
●操作演练●模型概要有支座位移的钢框架钢材弹性模量E=29000 ksi (1ksi = 1 kip / in2 ), 泊松比v=0.3铰支座梁拄刚接计算B支座单位位移引起的所有支座反力说明：建议自己试着独立完成这一题目。
如果你能独立完成分析过程，那么你可以跳过这一节。
如果你在建模中遇到问题，然后按照下列步骤进行操作。
●建立几何形状1.在状态栏中的下拉对话框中选择kip-ft单位制2.从File功能表选择New Model from Template﹍显现出样本模型的对话框。
3.点击对话框中的门式钢架模扳按钮。
4.在弹出的对话框中›在Story Height编辑框中输入14›在Bay Width编辑框中输入30›按下OK屏幕上显现模型的3-D及2-D影象，右侧为位于Y=0的X-Z平面。
左侧视窗显现3-D透视。
5．点击3D-view窗口右上角“X”，关闭该窗口6．在状态栏中的下拉对话框中选择kip-in改变单位制●定义结构截面7.从Define菜单选择Materials…打开材料属性定义对话框。
单击Materials 选择框中的Steel选项，然后单击Modify/Show Material按钮显示材料属性对话框。
8．在该对话框中›检查一下弹性模量值是否为29000以及泊松比是否为0.3›两次单击OK9. 在状态栏中的下拉对话框中选择kip-ft改变单位制10. 单击工具条中的Set Elements按钮（或者选择功能菜单View中Set Elements项）11.在对话框中›在Frame一列中的Labels复选框选择。
›单击OK12．在屏幕上用鼠标选择单元6和10，按下键盘上的Delete键将其删除。
13. 单击工具条中的Refresh Window按钮，刷新屏幕。
14. 选择功能菜单Draw中Edit Grid…项,打开网格线修改对话框。
15.›检查方向单选框是否为Z›使Glue Joints To Grid Lines复选按钮为选择状态，›使Z location选择列表中28高亮度显示，并且出现在编辑框中›将28改为26并且单击Move Grid Line›单击OK16. 选择功能菜单Define中Frame Sections…项,打开截面定义对话框17.在右上角的下拉列表选择框中，单击I/Wide Flange区域，然后重新单击I/Wide Flange区域18.如果弹出Section Property 文件对话框，找到Sections.pro文件（该文件应该在sap2000的安装路径下）。
SAP2000和结构力学求解器使用示范PPT(82页)
• 导入后情况！检查一 下是否有杆件没有显
示出来，有的话直接 用sap补上。
• 开始设置杆件截面的 特性。
• 对准杆件右键弹出如 图所示栏目，双击 “截面属性”！
然后选择“添加截面属性”！
• 各种截面如图，选择 所需要的截面！
按自己的制作设置参数
• 保存好名称，最好是 以“XmmX层”为名。
• 分析如图！黄色表示“拉力”，红色表示 “压力”。
• 弯矩情况！
结构力学求解器
• 打开“所圈”的文件， 即可开始运行结构力 学求解器！
• 分有两个窗口，左边 的是“观览器”，右 边的是“编辑器”。
• 右上方有5个选项，设 置的顺序就按上面的5 个选项从左往右依次 进行。
• 第一步：布置节点。
• 修改何不变“构造要求后，即可进行 内力计算。
数据输出！
模拟破坏情况！
特别说明：
• 本例只作为示范作用！ • 实际分析，按照加载方式添加荷载，上例
的均布荷载应该是添加到它的实际加载位 置，即单元（7）的位置！！
• 根据结构力学，由于取“对称结构”的一 半进行了分析，所以所加的荷载应该为实 际添加到结构上的荷载的“一半”。如若 实际结构添加10KN/m的均布荷载，则取一 半结构时，只需要添加5KN/m的均布荷载。
• 开始添加荷载。
•
注意：如果是加在
•
某一段梁上，这段
•
梁应该是“断开的”，
•
单独的。
• 调整单位！
• 选择荷载类型！
• 自己尝试一下两处有 什么不同！
• 均布荷载情况！
• 加好荷载就可以开始 分析啦！点击“现在 运行”。
• 破坏模拟！
• 可以开动画看！
SAP2000案例教程——筒仓
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筒仓类结构—17
SAP2000 案例教程
图 3-1 线性节点样式指定
图 3-2 非线性表面压力荷载施加工具
4 温度荷载 筒仓类结构的温度荷载包含两类，整体升温降温和壁面内外的温差。 在 SAP2000 程序中，对整体升温和降温，采用的是温度荷载值与材料温
度值之差作为温度荷载施加到结构上。温度的单位与程序采用的单位制相 关，当程序采用国际制单位时，温度值为摄氏度，程序中默认的材料温度值 为 0 度，用户指定材料温度后，以用户的指定为准。例如，用户指定的材料 温度为 20 摄氏度，施加的温度荷载为 50 摄氏度，则程序会考虑 整体升温 30 度的温度荷载值。
图 1-1 面对象分割方法
1.2 利用模板进行开洞 除按照上述思路进行开洞外，程序在快速模板中也提供了开洞的面对
象。 在快速模板中，选择“管和板”项，弹出“管和板模板”，该模板提供
了多种带有开洞的矩形板和圆形板，如图所示。用户根据参数化的模板，填 写适当的参数后，得到相应的模型。
筒仓类结构—14
SAP2000 案例教程
图 1-4 模板中的开洞板
CUT BY ARC CIRCULAR SECTION PLATE
管和板模板不仅提供了板上开洞的模板，同时提供了各种形式的管模 型，管与板相交、切割的模型，用户可根据实际的需求，利用此模板进行快 速建模。然后可将该模型与其它模型进行拼装。
SAP2000指南及工程应用
SAP2000指南及工程应用第一部分SAP2000概述第一章SAP2000中文版功能概述――李楚舒第二章基本概念和基本过程――沈万湘2.1 集成化用户界面组成2.2 菜单命令2.3 工具栏2.4 显示窗2.5 状态条2.6 鼠标的使用2.7 基本概念2.7.1对象2.7.2对象模型和分析模型2.8 基本过程2.9 例题第二部分建模功能第三章坐标系与轴网――沈万湘3.1 轴网3.1.1新建轴网3.1.2整体坐标系和附加坐标系3.1.3 一般轴网系统3.1.4 编辑轴网3.2 参考线和参考面3.2.1参考线3.2.2参考面3.3 例题第四章单元库――李胜林4.1 SAP2000的自动边束缚(Edge Constraint)功能4.2 SAP2000的单元特点及其分类4.3 线单元4.3.1 框架单元4.3.2 预应力筋/束单元4.4 面单元4.4.1 板壳对象4.4.2 平面单元4.4.3 轴对称实体单元4.5 体单元4.6 连接单元4.7 不同单元类型之间的连接第五章材料与截面――沈万湘5.2材料定义5.1.1一般材料定义5.1.2材料高级属性定义5.2框架对象截面定义5.2.1导入截面5.2.2一般截面定义5.2.3变截面定义5.2.4自动截面选择列表定义5.2.5截面设计器定义截面5.3面对象截面定义5.3.1壳对象定义5.3.2平面对象定义5.3.3轴对称实体对象定义5.4实体对象截面定义第六章对象绘制与修改――常弘6.1 捕捉功能6.2 点对象（节点）的绘制6.3 线对象的绘制6.3.1绘制直线框架6.3.2绘制曲线框架6.3.3绘制钢束6.3.4绘制索6.3.5绘制次梁6.3.6绘制支撑6.3.7绘制线对象的辅助功能6.4 面对象的绘制6.4.1绘制墙6.4.2绘制楼板6.4.3绘制斜面6.5 实体单元的绘制6.6 交互式数据库编辑、直接坐标修改、重定形命令6.7 组的操作6.8选择功能6.8.1基本选择操作6.8.2按照性质选择6.8.3按照编号选择6.8.4辅助选择功能6.9对象信息查看6.9.1点信息6.9.2线信息6.9.3面信息6.9.4实体信息第七章荷载工况和施加――常弘7.1 定义静力荷载工况7.2自动地震荷载工况7.3反应谱工况7.4自动风荷载工况7.5 波浪菏载7.6 车道荷载7.7 节点样式7.8 集中荷载7.8.1给点对象施加集中荷载7.8.2给线对象施加集中荷载7.9分布荷载7.9.1面均布荷载7.9.2线均布荷载7.10风荷载7.11温度荷载7.12地面位移荷载7.13应变荷载7.14表面压力荷载7.15孔隙压力荷载7.16 预应力荷载7.17荷载的显示第八章特殊功能指定――郑毅8.1 节点约束（Restraint）8.2 节点束缚（Constraint）8.3 节点区8.3.1 节点区的指定8.3.2 节点区输出约定8.3.3 节点区变形和内力输出8.4 插入点（线单元、面单元偏心）8.4.1 线单元插入点的指定8.4.2 面单元插入点的指定8.5 线对象端部偏移（刚域）8.5.1 端部偏移的作用8.5.2 线对象端部偏移的指定8.5.3端部偏移的显示输出8.6 线对象端部释放8.7 对象的局部坐标轴8.7.1 默认局部坐标轴方向8.7.2 局部坐标轴的显示8.7.3 局部坐标轴的修改8.8 拉压比限定（单拉单压构件）8.9 单元剖分8.9.1 线对象自动框架细分8.9.2 面对象自动网格剖分8.9.3 实体对象自动网格剖分第九章视图功能――郑毅9.1 显示窗口的设定9.2 三维、二维视图定义及控制9.2.1 三维视图的定义及显示9.2.2 二维视图的定义及显示9.2.3 定义新视图9.2.4 显示定义的新视图9.3 视图显示控制9.3.1 显示内容控制9.3.2 显示范围控制9.3.3 视图缩放控制9.4 颜色显示控制9.5 Open GL视图功能9.6 生成AVI视频功能9.6.1 多步动画视频9.6.2 循环动画视频9.7 其它基本视图设置功能9.8 SAP2000中的OpenGL视图第十章快速建模及导入导出――郑毅10.1 模板建模功能10.1.1 新模型初始化模板10.1.2 用模板添加结构到现有模型10.2 AutoCAD10.2.1 导入AutoCAD dxf文件10.2.2 导出AutoCAD dxf文件10.3 模型组装及Access、Excel辅助功能10.3.1 模型组装10.3.2 Access、Excel辅助功能10.4 交互式数据库编辑功能10.5 $2K文本文件及从ETABS中导入模型10.5.1 $2K、S2K文本文件10.5.2 从ETABS中导入模型10.6 与其它程序软件数据接口10.6.1 由SAP2000导入其它软件的模型10.6.2 由SAP2000导出到其它软件第三部分分析功能第十一章分析工况――李立11.1 定义分析工况11.2 分析类型简介11.2.1 线性分析11.2.2 非线性分析11.3 几何非线性11.3.1 几何刚度11.3.2 重力P－△效应11.3.3 大位移11.3.4 初始静力非线性工况11.4 施加荷载11.5 分析工况组合11.6 分析顺序11.7 运行分析工况11.7.1 设置分析选项11.7.2 运行分析第十二章模态分析及反应谱分析――李永双12.1 模态分析12.1.1 模态分析的基本理论12.1.2 SAP2000模态分析中质量源定义12.1.3 特征向量法和Ritz向量法12.1.4 质量参与系数和荷载参与系数12.1.5 算例12.2 反应谱分析12.2.1 反应谱分析的基本理论与方法12.2.2 振型组合基本理论与方法12.2.3 方向组合基本方法12.2.3 中国规范反应谱分析在SAP2000中的实现第十三章线性动力分析――李永双13.1 线性时程分析的基本理论13.1.1时间积分方式13.1.2阻尼参数设置13.2 时程曲线的输入13.2.1 地震波的选取13.2.2 任意动力荷载时程曲线的构建13.3 线性时程分析工况的定义13.3.1 时程类型13.3.2 时程运动类型13.3.3 初始条件13.3.4 荷载作用施加13.3.5 时间步数据13.3.6 阻尼参数13.4 线性时程分析结果的读取与输出13.4.1 时程轨迹的显示13.4.2 反应谱曲线的输出第十四章结果输出――沈万湘14.1图形输出14.2表格输出14.3数据库输出14.4特殊输出14.4.1组输出14.4.2定制书写报告器14.4.3 结构总信息14.4.4 数据库输出第四部分设计功能第十五章荷载组合――常弘15.1 默认荷载组合与荷载组合的定义15.2 用户自定义组合第十六章混凝土框架结构设计及壳设计――李立16.1 混凝土框架结构设计的一般过程16.2 设计首选项及设计组合16.3 交互式设计16.4 中国规范相关信息16.4.1 刚度调整16.4.2 竖向荷载作用下梁弯矩调整16.4.3 结构周期比验算16.4.4 框架构件的抗震等级16.4.5 框架构件的内力调整16.5 设计结果输出16.5.1 图形输出16.5.2 各荷载组合工况设计结果及细节输出16.5.3 表格输出16.5.4 文本输出16.6 壳设计第十七章钢框架设计及优化――郑毅17.1 钢框架设计过程17.2 自动选择截面列表的设置17.3 钢框架设计首选项17.4 钢框架设计条件设定17.4.1 设定设计组17.4.2 选择设计组合17.4.3 查看/修改钢构件的覆盖项17.4.4 设定自动优化目标17.5 钢框架自动优化设计及交互式设计17.5.1 自动优化设计17.5.2 交互式钢框架设计17.6 设计结果显示输出17.6.1 设计结果屏幕图形显示输出17.6.2 设计结果屏幕表格显示输出17.6.3 设计结果的其它输出方式第五部分高级分析功能第十八章屈曲分析――李立18.1 概述18.2 线性屈曲18.2.1 技术背景18.2.2 定义屈曲分析工况18.2.3 屈曲分析结果显示18.2.4 例题18.3 非线性屈曲18.3.1 技术背景18.3.2 三铰拱非线性屈曲分析算例第十九章Pushover分析及阶段施工分析――刘春明19.1 静力非线性Pushover分析19.1.1 Pushover与FEMA 356及ATC-40概述19.1.2 UBC规范反应谱与中国规范反应谱参数转换19.1.3 Pushover分析方法一般过程19.1.4 框架分析方法一般过程19.1.5 默认的、自定义、和生成的铰19.1.6 结果查看19.1.7 Pushover分析时注意事项19.2 静力非线性阶段施工分析19.2.1 阶段施工分析工况定义19.2.2 阶段施工分析结果查看19.3 例题19.3.1 Pushover分析例题19.3.2 阶段施工分析例题第二十章非线性动力分析――李永双20.1 非线性时程工况的定义及相关概念20.1.1 时程函数的定义20.1.2 时程工况的定义20.1.3 积分方式和阻尼设置20.1.4 SAP2000非线性类型20.2 快速非线性分析（FNA）方法20.2.1 基本平衡方程20.2.2 非线性模态方程的形成20.2.3 非线性模态方程的求解20.2.4 FNA法小节及应用20.3 结构动力弹塑性分析20.3.1 动力弹塑性分析的应用范围20.3.2 动力弹塑性分析的基本过程20.3.3 算例20.4 结构耗能减震装置的模拟20.4.1 阻尼单元和隔振单元20.4.2 非线性连接单元需要明确的几个概念20.4.3 阻尼单元的相关参数20.4.4 隔振单元的相关参数20.4.5 阻尼隔振单元应用算例20.5 撞击、爆炸问题的模拟20.5.1 撞击、爆炸荷载函数形成20.5.2 撞击、爆炸荷载的施加20.5.3 时程工况的定义及积分方式的选择20.5.4 撞击、爆炸问题应用算例20.6 非线性分析中其它非线性单元20.6.1 缝单元和钩单元20.6.2 多元-线弹性单元20.6.2 Wen塑性单元20.6.3 多线塑性单元第二十一章频域分析――李文峰21.1 频域分析的基本概念21.2 稳态分析21.3 稳态分析例题21.4 功率谱密度分析21.5 功率谱密度分析例题第二十二章桥梁模块――李胜林22.1 桥梁BAG模板22.2 桥梁模块22.2.1 桥梁向导22.2.2 定义桥轴线22.2.3 定义下部结构22.2.4 定义上部结构22.2.5 桥对象22.2.6 定义预应力22.2.7 桥梁FEM22.2.8 定义车辆荷载22.2.9 定义移动荷载分析工况22.2.10 定义桥梁反应22.2.11 显示桥梁反应22.3 实例：三跨连续梁预应力混凝土变截面连续梁桥分析第六部分工程应用第二十三章索结构及玻璃幕墙――邓映捷23.1 原理概述23.1.1索的模拟23.1.2预拉力施加23.1.3非线性分析23.1.4荷载和作用23.1.5主要控制指标和因素23.2 单拉索点支幕墙23.2.1模型描述及建模基本过程23.2.2结果查看23.3 鱼腹式点支幕墙23.3.1模型描述及建模基本过程23.3.2结果查看第二十四章预应力钢结构――刘威24.1 结构受力原理概述24.2 建模分析24.2.1 工程概况24.2.1 计算模型第二十五章复杂高层钢结构――林海25.1 复杂高层结构分析的概述25.2 复杂高层结构分析的基本内容25.2.1 模态分析25.2.2 竖向荷载25.2.3 风荷载25.2.4 地震作用25.2.5 温度应力25.2.6 侧向位移限值25.2.7 结构稳定25.3 复杂高层钢结构有限元分析的关键问题25.3.1 建立合理的计算模型25.3.2 结构分析工况中需注意的问题25.4 工程实例25.4.1 结构模型概况25.4.2 荷载工况的设置及说明25.4.3 分析工况的设置及说明25.4.4 结构分析计算结果25.4.5 小结第二十六章复杂高层混合结构――肖从真、许自国26.1 此类问题的一般概念阐述26.2 该类问题有限元分析几个关键问题在SAP2000中的实现26.3 复杂高层结构算例分析第二十七章体育场馆――李文峰27.1 计算模型的建立27.1.1几何模型的建立27.1.2 模型力学属性的定义27.1.3 荷载施加27.2 体育场馆结构分析27.2.1 分析工况的定义27.2.2 分析结果的合理性27.2.2 分析结果的使用27.3 构件设计27.3.1 钢构件设计27.3.2 混凝土构件设计27.4 算例第二十八章工业建筑――李永双28.1 工业建筑问题的一般概念阐述28.1.1 厂房类结构28.1.2 筒仓类结构28.1.3 高炉类结构28.1.4 水池类结构28.1.5 石油化工类结构28.1.6 核工业类结构28.1.7 复杂几何相交类结构28.2 工业结构分析几个关键问题在SAP2000中的实现28.2.1 厂房类结构吊车荷载的实现28.2.2 筒仓及高炉类结构建模技巧28.2.3 水池类结构水压及土和结构相互作用28.2.4 石化类结构建模技巧和细部处理28.2.5 工业设备的常见荷载作用施加28.2.6 系统总体分析及结果评价28.3 工业结构算例分析28.3.1 筒仓类结构算例28.3.2 石化类结构算例第二十九章桥梁工程――李胜林29.1 斜拉桥主要组成部分在SAP2000中的模拟29.1.1 主梁模型29.1.2 拉索的模拟29.1.3 边界条件的模拟29.1.4 关于地基与结构的相互作用29.1.5 拉索等部件在SAP2000中的处理方法29.2 斜拉桥分析中的计算问题29.3 斜拉桥合理索力的确定方法29.3.1 简单算例：某斜拉桥全桥状态下的索力调整29.4 斜拉桥的模态分析29.4.1 简单算例第三十章混凝土重力坝――李立30.1 概述30.1.1 重力坝的工作原理30.1.2 重力坝的荷载30.2 SAP2000相关技术的应用30.2.1 实体单元30.2.2 节点样式30.2.3 反应谱分析30.3 算例分析30.3.1 问题描述30.3.2 建模及求解分析30.3.3 计算结果分析附录SAP2000 安装――林述涛A.1 SAP2000安装A.1.1 系统要求A.1.2 安装前注意事项A.1.3 程序安装A.1.4 加密锁安装A.1.5 License认证A.2 License工作方式A.2.1 License类型A.2.2 License使用A.2.3 License合法性判别A.3 安装常见问题处理A.3.1 License Not FoundA.3.2 不显示中文界面。
00第一部分_SAP2000基本概念
第一部分SAP2000基本概念
SAP2000中文版是一个集成化的通用结构分析与设计软件。
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进行分析和设计，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，因此本书的第一部分对SAP2000的基本概念进行了简要介绍，建议读者在使用SAP2000中文版软件和阅读本书前首先通读这一部分内容。
这一部分首先从总体出发对SAP2000功能进行了综合介绍，包括SAP2000中文版的建模功能、分析功能和设计功能等内容。
通过这些介绍，可以对SAP2000中文版的整体功能有概括性了解，有助于我们对SAP2000中文版的整体把握。
SAP2000中文版软件集成化的特性还体现在集成化的软件环境，也就是结构建模、分析和设计的所有工作都是在同一界面中完成的，并且所有的数据都是在同一数据库中进行的，不需要数据的相互传输。
SAP2000中文版的界面是一个标准的Windows界面系统，在第二章中对于这一集成环境进行了详细的介绍，其中包括菜单、工具栏、显示窗及状态栏等的内容和意义，还包括鼠标的使用功能等细节。
为了迅速掌握SAP2000的基本过程，第二章中对SAP2000中文版的基本概念和基本过程进行了简要的说明，并通过一个简单算例展示了SAP2000中文版建模、分析与设计及结果输出的整个过程。
建议阅读本书其它章节之前，先通过这一算例对SAP2000中文版建模、分析和设计的基本过程进行熟悉和理解。
SAP2000入门手册
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SAP2000 入门手册
关于本手册
本手册用来帮助提高SAP2000的使用效率。下一章介绍图形界面的基本概念和 程序基本使用。
SAP2000使用教程帮助新用户获得使用SAP2000建模、 分析、 设计的初步经验。 在用SAP2000做实际工程之前，强烈推荐阅读本手册并实践教程中的过程。 更多的信息可以从SAP2000联机帮助中找到，也可以从程序中附带的其它手册 中获得。这些手册以Adobe Acrobat PDF格式存放于SAP2000光盘中，也可以通过程 序的帮助菜单上查看。包括： CSI分析参考手册，包含了程序高级建模和分析信息。 SAP2000各种设计手册，包含了程序支持的设计规范的详细设计信息。 SAP2000校验手册，包含了程序功能演示和分析的准确性校核。
致谢
首先感谢许许多多的结构工程师，在过去的若干年中，他们 提供了很有价值的反馈信息，这些反馈信息使该产品得到提升， 达到了目前的水平。 要特别感谢加州大学 Berkeley 分校名誉教授， Edward L. Wilson 博士。 他提出了最初的 SAP 系列程序的概念并进行了程序 开发。他持续的创意产生了许多独一无二的概念，在该版本中已 实现了这些概念。
程序版本和功能
最新版本的SAP2000有四个不同类型的分析版本： SAP2000 Basic， SAP2000Plus， SAP2000 Advanced和SAP2000 Ultimate。这些版本共用同一个用户图形界面。 程序具有强大的功能，如快速求解器、力和位移加载、变截面框架单元、单拉 支撑、线弹簧和面弹簧、后张拉预应力筋、精确分层壳单元、特征值和Ritz振型分 析、 适用于斜的几何形式的多个坐标系统、 不同的约束选项、 连接独立定义的网格、 完全耦合的 6x6 弹簧刚度、在一次运行中组合或包络多个动力分析选项。 SAP2000 Plus 增加了无限制功能、移动荷载、活荷载分析功能、完整系列有限 元单元、频域分析（稳态分析和功率谱密度分析）和时程及屈曲分析选项。可包含 多基激励的地动效应。 SAP2000 Advanced 扩展了 Plus 版的功能，增加了64位的分析求解器（需要64 位的处理器）、非线性连接单元（缝、钩、隔振器、阻尼器、多段线性塑性）、用 于框架单元中的分段线性塑性铰、纤维铰、悬链线索单元、非线性壳单元、几何非 线性。分析功能包含材料和几何效应的静力非线性分析，含pushover分析；振型叠 加或直接积分的非线性时程分析。