[分享]SAP2000建模过程与分析(一)
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SAP2000 包含 pkpm,pkpm 是 SAP2000 的一个“子集”,SAP2000 比 pkpm 更智能,能自定义,pkpm 更像一个“傻瓜相机”。
Pkpm 建模 分析过程:
轴线输入---楼层定义(墙、柱、梁、板)---荷载输入(板荷载、线荷载、节点荷载)----设计信息、楼层组装-----satwe 参数设置-----特殊构件补充定义----内力计算-----结果查看-----施工图
SAP2000 :
一:轴线输入:方法如下:a:文件---新模型;b:单击右键---编辑轴网数据;c:定义---坐标系统/轴网。
注:
1.在 sap2000 中,第一次建立的坐标系称为整体坐标系(方法 a),随后建立的坐标系称为附加坐标系,可以通过局部坐标系圆点确定与整体坐标系的关系(方法 b、c):
2.有时候,可利用参考线,在平面任意位置进行定位,来辅助绘制特殊位置的杆件,参考线在立面中表示一条直线,在平面中表示一个点,要输入与已知点的相对坐标。具体操作:单击右键---选择“参考线”。
3.pkpm 是先建立一个标准层,再用新建标准层的方式完成真个结构的建模,而 SAP2000是一次性建好三维图(整体坐标+局部坐标)。
4. CSYS1 为一般轴网,Global 为整体坐标系。
Global 的方向:假定 Z 为竖直方向,+Z 向上;自重荷载总是向下,即-Z 方向。X-Y 平面是水平面,水平主方向为+X。水平面内的角度从 X 轴正半轴度量。从+Z 向下看 X-Y 平面,逆时针角度为正。
CSYS1 方向:由 1(red)、2(white)、3(cyan 青蓝色)三个轴组成的正交坐标系统。
局部坐标系的作用:1、建立单元刚度方程;2、定义单元的材料特性和截面几何特性;
3、输入单元荷载;4、程序输出结构弯矩、剪力和轴力等内力;5:释放杆端内力;6:施加支座约束。
在结果输出中:M22 指绕 2-2 轴的弯矩, M33 指绕 3-3 轴的弯矩. 扭矩为绕 1-1 轴的弯矩。
1,2,3 方向与与整体的 X,Y,Z 方向的关系:(A)框架单元:1 轴沿杆方向,2、3轴在垂直于杆轴平面内,2 轴一般为+Z 方向,除非杆件竖直(2 轴沿+X 方向)。
(B)壳单元:3 轴为壳单元平面的法向,2 轴一般为+Z 方向,1 轴水平,除非单元水平(2轴沿+Y 方向)。
(C)节点与自由度:局部坐标轴用于定义节点自由度、约束、特性、节点荷载和表达输出,1、2、3 轴默认与 X、Y、Z 轴相同。
(D)刚片约束:3 轴为平面法向轴,1、2 轴程序自动任意在平面内选择,因为平面轴的实际方向并不重要,只有法向方向影响约束方程。
二:楼层定义:
2.1:材料及材料属性定义:
定义---添加新材料:
注:1.材料:steel 钢铁 alum 明矾 other 其他 rebar 钢筋 conc 混凝土;
2. 各向同性材料包括:密度、重度、弹性模量、泊松比、膨胀系数;剪切模量由弹性模量和泊松比来确定。对于受力方向各个不同的材料,可以定义正交各项异性材料。
高级材料属性:基于时间属性(steel):材料选钢筋和混凝土,要填的东西时不一样的,如果选的是混凝土,则快硬性的高强水泥取 0.2,普通快硬性水泥 0.25,慢性水泥 0.38,完全积分用于小工程,大规模应用级数渐近法。
材料阻尼属性(steel):0~1 之间的一个数,用于结构动力分析。
应力—应变曲线(steel):用来生成框架单元中非线性角的属性,用于 push—over 分析。
2.2:定义截面:
2.2.1:混凝土柱、梁:
定义----框架截面(梁、柱、桁架)----添加矩形截面----添加新属性
点击配筋混凝土:
2.2.2:混凝土墙、板:
定义---面截面(Shell(壳)plane(平面)asolid(轴对称实体))----选择:shell----点击添加新截面(shell 用于分析墙、楼板或其他薄板,单元结合处用 joints 单元)
2.2.3:钢梁、钢柱:
定义---框架截面---出现框架属性对话框(import 与 ADD 都要选上):
注:1: 框架属性类型:i/wide flange:宽 I 字型钢;Channel:通道;tee T 字型钢;angle 角钢;box 盒钢;tube 管;pipe 管;rectangular 矩形;circle 圈;general 一般。也可以自己从电脑中添加新属性:点击添加新属性。
2.2.4:截面编辑器(add SD section):可以定义任何形状的截面,可以将不同刚度的材料转换成基本材料。----点击添加新属性---截面设计器
点击左边的,单击右键,出现材料属性菜单
绘制矩形截面混凝土:点击右键修改属性,修改高度。
绘制次梁支撑:
绘图---快速绘制次梁—修改“对象属性”
同样点击反方向需要拉伸的母线。。。
选装楼梯:选中旋转的母线----编辑—拉伸----拉伸线成面---切换到转动标签,选择围绕 Z 轴旋转
三:添加荷载
3.1:定义静荷载工况(恒载、活载):定义---荷载工况----楼板的自重程序自动计算添加活荷载---在类型栏中选择:live-----添加新荷载---确定。
四:特殊功能指定
4.1:节点约束:
框选节点----指定---节点---约束(包含 3 个平动与三个转动自由度,约束分别代表:固接支座、铰接支座、滑动支座、无约束自由点
内容太多了,不一一截图给大家了,附件是SAP2000建模与分析(二)