SAP2000建模和分析过程
SAP2000—三层框架分析
SAP2000—三层框架分析1引言SAP2000自诞生以来，就已经成为最新结构分析和设计方法的代名词。
在多次的升级换代中，SAP2000保持了原有产品的传统功能，新增功能使得软件更加完善、直观和灵活，简洁的用户界面，在交通运输、工业、公共事业、运动和其它领域，为结构设计工程师提供更加得心应手的分析引擎和设计工具。
作为学习桥梁设计的研究生，学习SAP2000是针对结构动力分析所必不可少的功课。
在石岩老师的指导下，开始真正接触到桥梁抗震。
老师从理论剖析解构到软件模型建立分析，最后应用于实际的桥梁建设。
结课作业在即，我也对桥梁抗震有了初步全面的了解，尤其是SAP2000软件的应用，其简洁又准确的计算让我对整个软件产生了极大的兴趣。
在此，以三层框架的动力分析为结课作业。
2背景2.1三层框架某三层现浇钢筋混凝土框架结构民用房屋。
设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.40g，设计地震分组为第二组。
结构的阻尼比为ζ=0.040。
框架柱截面尺寸为500×500mm，框架梁截面尺寸为250×600mm。
梁柱混凝土强度等级均为C35，主筋用HRB335级钢，箍筋采HPB235级钢。
底层层高为3.8m，第二层和第三层层高为3m。
图1 结构模型示意图2.2结课作业要求（1）结构质量和刚度质量/(×105 kg) 刚度/(×108 N/m)学号姓名m1m2m3k1k2k31.94400 1.10000 1.10000 1.184702.62560 2.40680（2）输入的地震动学号姓名编号PGA/g NPTS DT/sMG01 0.2704 4000 0.01（3）计算结构的周期和振型；（4）输入表2给定的地震动记录，并将PGA调整为0.4g，通过时程分析，计算得到动力反应（各点位移、基底反力）；3模型建立1）点击建立新模型，先选择好单位是N,m,C，然后点击轴网模型。
点击确定，之后会出现快速网格线的划分，这里可以不用管，因为我们模型简单，可以在之后的节点建立那里自己定义节点之间的距离，如图所示，之后就可以关闭轴网，调整二维视图到Z-X。
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课程报告
西南交通大学结构分析高等计算机方法上机报告——SAP2000学号:12011183姓名:刘艳专业:结构工程指导老师:蔡婧2012年12月作业题目:6层办公楼框架结构，采用C30钢筋混凝土，平面图如下，顶层为上人屋顶，所有楼板和楼盖均为20cm厚的钢筋混凝土板，施工方法为现浇框架和楼板，考虑自重恒载和人群活荷载两种工况，人群活载取3KN/m2，框架梁截面0.22m×0.60m，柱0.5m×0.5m，层高4m。
框架平面图如下所示：图1平面布置图作业要求：要求用SAP2000建立六层框架模型，并加上荷载工况后，进行计算，分析结果，观察结果的应力情况及变形情况。
利用ANSYS对模型进行计算，这里，对模型的建立需要用命令流的方法建立，不需要建立楼梯，只需要建立三层框架即可。
最后对模型进行计算，观察模型的应力情况和变形情况。
一、SAP2000的做法建模及分析流程概述：第一步，建立模型。
第二步，模型分析：1.运行结构分析，2.分析结果输出。
具体过程如下：第一步：建立模型：1.初始化模型。
建立新模型【new model】，单位设置成为KN,m，C。
2.定义轴网。
选择【轴网】模板，定义轴网。
建立轴网，X方向轴线数量为5，Y方向轴线数量为4，Z方向上轴线数量为7，轴网间距分别为5,6,4,可以得到初步轴网。
然后对轴网进行修改，使得Y方向上2,3轴之间的间距为2，于是便可以得到整个框架的大致轴网。
在大致轴网完成以后，就可以进行模型的绘制。
3.定义材料。
执行【定义】—【材料】，点击【快速添加材料】，然后选择concrete，再选择C30。
点击【添加新材料】按钮，输入材料属性数据，名称C30，材料类型选择concrete,重量密度填写25，弹性模量输入3.0E7（代表3.0×710KN/㎡），泊松比输入0.2，线膨胀系数为9.9E-6，抗压强度输入30000，然后点击【确定】完成C30混凝土的材料定义。
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使用教程
文章由情难枕精心整理，希望对大家的学习和工作带来帮助整理人： 情难枕 整理时间：2011-4-10SAP2000® 空间结构 线性和非线性 静力和动力 分析设计软件系统使用教程Computers and Structures, Inc.Berkeley, California, USA北京金土木软件技术有限公司北京车公庄大街 19 号 中国建筑标准设计研究院 100044Version 9 2004-11版权计算机程序SAP2000 及全部相关文档都是受专利法和版权法保护的产品。
全球范围的所有权属于Computers and Structures，Inc.（SAP2000 中文版版权同属于北京金土木软件技术有限公司）。
如果没有Computers and Structures, Inc. 的预先书面许可，未经许可的程序使用或任何形式的文档复制一律禁止。
更多信息和此文档的副本可从以下获得：北京金土木软件技术有限公司北京车公庄大街19号中国建筑标准设计研究院100044电话：86-10-8838 3866传真：86-10-8838 1056 电子邮件：*********************.cn网址：Computers and Structures, Inc.1995 University Avenue Berkeley, California 94704电话：(510) 845-2177传真：(510) 845-4096 电子邮件：********************（对于一般问题）电子邮件：***********************（对于技术支持问题）网址：© Copyrig ht C ompu ters and Structu res, Inc., 1978-2004.The CSI Log o is a registered trademark of C ompu ters and Structu res, Inc.SAP2000 is a registered trademark of Compu ters and Structures, Inc.Windows is a registered trademark of Microsoft C orporation.Adobe and Acrobat are registered trad emarks of Adobe Systems Incorporated.2免责声明SAP2000 的开发及文件编制投入了相当多的时间、努力及费用。
SAP2000案例教程——筒仓
北京市古城西街 19 号研发主楼 4 层 100043 电话：86-10-6892 4600
传真：86-10-6892 4600 - 8 电子邮件： support@
网址：
北京筑信达工程咨询有限公司版权所有©, 2013.
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的基本原理
SAP2000的基本原理SAP2000的基本原理1、SAP是“STRUCTURE ANALYSIS PROGRAM”首字母的缩写，SAP2000是一种结构有限元分析软件。
2005年11月3日通过建设部评估鉴定。
2、SAP2000中每个节点具有0-6个自由度，SAP2000创建了一个整数指针数组，因此，SAP2000与那些每个节点具有固定位移数目的特定用途程序一样高效。
3、SAP2000采用基于对象的非线件有限元技术。
成为集成化的结构工程软件，重新定义有限元技术发展水平。
SAP2000可以模拟能量耗散装置、管道系统，逐步倒塌分析、材料非线性等一系列的特性，基于对象的有限元技术。
／以采用复杂的自动网格划分功能：SAP2000强大的分析功能包括：顺序施工、pushover分析，混凝土徐变与收缩、冲击分析、多基激励、基础隔震与阻尼器、大位移分析、土壤结构相互作用、屈曲分析、频域分析等，几乎覆盖结构，工程中的所有计算分析问题。
4、SAP2000中的对象模型与分析模型SAP2000中的对象的概念为：对象是将模型中真实构件及作用在构件上的荷载等属性，在空间角度上的抽象表达。
基本对象有：点对象、线对象、面对象、实体对象等。
SAP2000显示在视图中由基本对象组合在一起用来代表实际结构的模型，称为对象模型。
在进行分析时，SAP2000会自动将对象模型转换为以单元为基础的有限元分析数据，这时的模型称为分析模型。
转换时需注意：1）对象模型中的点对象、线对象、面对象、实体对象将转换为分析模型中的节点单元、框架单元、壳单元、实体单元。
对于线对象、面对象和实体对象，转换时会发生剖分。
2）对象模型中的连接单元转换为分析模型时是不剖分的。
3）作用于对象模型上的荷载会转换到分析模型中相关的单元与节点上。
5、 SAP2000设计的基本过程SAP2000设计的基本过程分为：建立模型、模型分析、模型设计三个步骤。
具体实例的操作步骤，详见《SAP2000中文版使用指南》P18.但是有几点需要说明：1）Y向为钢框架结构横向，为2跨。
SAP2000的使用
4
显示计算结果
• 显示变形 Display->Show Deformed Shape
• 显示反力 Display->Show Forces/Stress->Joint • 显示单元内力Display->Show Forces/Stress >Frames/Cables •打印计算结果表Display->Show Analysis Results Tables
5
例1 刚架的计算。已知截为矩形 b h 0.2 0.4m
E 3.0 107 kPa
分别考虑以下几种情况： 1. 梁柱截面相同，考虑剪切、 轴向变形影响； 2. 梁柱截面相同，不考虑剪切 、轴向变形影响； 3. 强柱弱梁，柱的弯曲刚度为 梁的10倍； 4. 强梁弱柱，梁的弯曲刚度为 柱的10倍
2
3
8.修改结构约束 Assign->Joint->Restrains 9.将截面特性赋值给单元 Assign-> Frame/Cable/Tendon->Frame Section 10.施加非结点荷载 Assign-> Frame/Cable/Tendon Loads->荷载类型 11. 施加结点荷载Assign-> Joint Loads>Forces (Displacements) 运行程序 Analyze->Run Analysis
6
例2 刚架的计算。已知截面为矩形 b h 0.2 0.4m
E 2.0 108 kPa
分别考虑释放CB杆C端弯矩、剪力和轴力自由度后 的情况
7
例3 桁架的计算。上下弦杆A=0.006m2，腹杆 A=0.002m2，E=2.1108kN/m2, I=0.0001m4。 与刚架模型计算结果相比较。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SAP2000建模和分析过程
1.几何模型定义：
在SAP2000中，可以通过几何定义功能来创建模型的基本几何形状。
可以使用直线、弧线和曲线来定义结构中的线段、弯折和孔洞等几何特征。
可以在整个建模过程中使用这些几何元素。
2.结构元素的定义：
在SAP2000中，可以使用节点、杆件、平板和体单元等元素来创建结
构模型。
可以通过定义节点，将相应的节点连接起来，形成杆件或平板。
也可以定义体单元来创建立体结构模型。
3.边界条件的定义：
在SAP2000中，定义边界条件非常重要，因为这些条件对结构的分析
结果有着重要的影响。
可以在节点或线段处定义约束，如固定、弹簧等。
这些约束将模拟真实结构中的支撑条件。
4.荷载的应用：
在SAP2000中，可以通过多种方式应用荷载。
可以通过定义节点荷载、线荷载、表面荷载和体积荷载等方式来应用荷载。
可以通过手动输入荷载值，也可以通过使用荷载组合功能来定义多个荷载组合。
5.材料属性的定义：
在SAP2000中，可以定义各种材料的弹性和塑性特性。
可以根据具体
的材料性质，如弹性模量、泊松比、屈服强度等，来定义材料的性能。
这
些材料属性将用于分析和设计计算中。
6.分析类型的选择：
在SAP2000中，可以选择不同的分析类型来进行结构分析和设计。
可以选择静力分析、线性和非线性分析、热力分析和动力分析等。
根据具体的问题和需求，选择适合的分析类型。
7.分析计算：
在SAP2000中，可以通过点击分析按钮来进行结构的分析计算。
软件将根据之前定义的模型、荷载和材料属性，进行相应的分析计算。
可以输出各种结果，如节点位移、杆件内力、平板应力等。
8.结果解释：
在SAP2000中，可以通过不同的方式来解释和展示分析结果。
可以使用图表、表格和动画等方式来呈现结果。
可以查看结构的变形、应力和裂缝等信息，以评估结构的性能。
9.结构优化：
在SAP2000中，可以使用优化工具来实现结构的优化。
可以通过调整结构参数，如截面尺寸、支撑条件和材料属性等，来优化结构的性能。
可以通过分析不同的设计方案，选择最优的结构设计。
总结起来，SAP2000的建模和分析过程包括几何模型定义、结构元素的定义、边界条件的定义、荷载的应用、材料属性的定义、分析类型的选择、分析计算、结果解释和结构优化等步骤。
通过这些步骤，可以创建、分析和优化各种结构模型，以满足实际工程中的需求。