SAP2000建模和分析过程.docx

word格式-可编辑-感谢下载支持SAP2000建模和分析过程在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下1.轴网：a：文件---新模型---轴网笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一 个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐 标，可以通过屏幕右下方的选择区 切换b:文件---导入:CAD文件、EXCEL等注: cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs中X、Y、Z、 轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向）也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施 加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系 WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少 的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的 二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。

c:程序自带的已定义属性的三维“框架”1.1：修改轴网： 转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改编辑数据---修改显示系统 粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统 修改 z 轴坐标，构件会随着轴网一起移动 .2．定义材料：定义---材料（有快速添加材料和 添加新材料）快速添加材料 是程序已经定义好了的，可以定义钢和混 凝土，当“快速添加材料” 中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料” 中定义3.定义截面:框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等面截面：Shell （壳）、plane （平面）、Asolid （轴对称实体）Shell: 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）；壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形） 板（仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁）4:绘制模型：一般是定义好某种截面后再绘制该截面绘图---绘制框架/索/刚束、快速绘制框架/索/刚束、快速绘制支撑、快速绘制次梁、绘制矩形面单元、快 速绘制面单元...或者点击sap2000左边的快捷键 可以切换不同立面，不同平面，再执行带属性复制命令:框选要复制的构件---编辑---带属性复制。

注：绘制xxx可以自己指点杆件的长度、板的大小而快速绘制xxx只绘制形成节点的杆件和板面 改节点标高：编辑---编辑点---对齐点布置梁、柱时，continuous为固结，pinned为铰接绘制一榀框架后，可以利用“拉伸点成框架/索”来完成其它榀框架的绘制:框选---编辑---拉伸---“拉伸点 成框架/索”绘制板时，选择 none 则不计板重但可以传递荷载柱、梁偏心：框选要偏心对象---指定---框架---插入点，选择偏心方向及偏心长度墙偏心---框选面对象--- 指定---面---面厚度覆盖项，选择“自定义节点偏移由对象指定”（先要显示“局部坐标轴”）开洞：框选要分割的面---编辑---编辑面---分割面Satwe梁刚度放大：将需要放大刚度的楼面梁选中，并设置为一个组带属性复制：有时导入dxf也会出现这样的问题坐标的精度太高，sap计算会出问题word 格式-可编辑-感谢下载支持解决办法：1在sap中复制全部2,在excel中打开空表并粘帖3在excel中统一调整各列的精度 然后全选并复制 4，在 sap 中粘帖改变框架单元的截面属性：框选构件---指定---框架---框架截面 4.1：楼板、剪力墙剖分单元把楼板、剪力墙布置完后,框选要剖分的楼板、剪力墙---指定---指定---面---自动面网格剖分,以最大尺 寸自动剖分面为单元。

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）圆板进行网格划分：如果采用柱坐标，板中心处会有不合理的三角形单元；在sap中要建立圆板模型， 最好使用模板中的圆板模型,那个是已经划分好的模型,能够保证足够的计算精度4.2：特殊定义：端部弯矩、扭矩释放（指定---框架---释放/部分固定）;刚域（指定---框架---端部偏移，弹出框架端部长度 偏移对话框---刚域系数）；节点限制（指定---节点---束缚）：body（刚体限制）：所有被限制节点作为一个三维刚体一起移动，模拟刚性连接Diaphragm（刚性隔板限制）：刚性楼板与整体坐标系X-Y平面为刚性平面，位于X-Y平面各节点无相对位移， 但不影响平外面变形一般用来模拟楼板，每一层加一个diaphragm，否则计算出来的周期相差很大 Plate（刚性板限制）：可以抵抗平面外变形，但不影响平面内变形Rod（刚性杆限制）、Beam（刚性梁限制）、Equal （相等限制）定义刚性楼板：选中一层所有节点，通常constraint Z轴，注意这样定义的楼板在垂直Z轴平面内刚度无 限大自动线束缚： sap 中自动线束缚是针对面与面间剖分不一致，而去施加边界强制协调的。

自动线束缚就 是把两个独立绘制的面合二为一一样如果本身就是一块整的板单元，人为剖分后再施加线束缚那是没 什么意义 sap2000 按三维框架模板建模后不需要定义板自动边束缚，模型建好后，壳单元和框架单元 自动耦合5：施加支座约束：切换到最顶层----框选要定义支座的节点----指定---节点---约束（固接、铰接、滑动…） 6:定义荷载工况：定义一荷载模式；类型有：DEAD（恒载）、SUPER DEAD（附加恒载）、LIVE（活载）、ROOF LIVE（屋顶活载）、 WIND（风载）、QUAKE（地震）、SNOW（雪载）…注：自重乘数，般都填写 0，地震、风荷载定义时都要选择规范，可以单击右侧的“修改侧向荷载模式”选择x或y方向底部剪力法、 基本地震和风信息等底部剪力法：即荷载为倒三角形分布ROOF LIVE（屋顶活载）：质量源组合中不能组合屋面活荷载7：施加荷载：面荷载：框选面---指定---面荷载---均匀（壳） 线荷载：框选杆件---指定---框架荷载---分布 点荷载---框选节点---指定---节点荷载---力 温度荷载---框选杆件---指定---框架荷载---温度 风荷载：自动计算风荷载不能随便用，根本不知道自动计算的荷载准不准确，只能手动加面荷载。

选择风力作用来自于面对象，之后定义体型系数风荷载一种是通过刚性隔板，通过点束缚，假定平面内 无限刚，通过刚性隔板宽度、高度，把风荷载施加在隔板的质心上，属于简化计算；另一种是通过虚面 none （有剪力墙时就直接通过剪力墙面对象），来传力，通过四个角点传力此种方法需要指定给风荷载 体形系数面荷载: 如果采用“均匀壳”方式加荷载，计算时采用的是有限元那一套理论，壳的刚度会参与了整体受力， 并影响面荷载分配，楼板剖分愈精细，愈精确； “均匀导荷到框架”应该是按照塑性铰线概念，将每一块word 格式-可编辑-感谢下载支持 壳上的荷载按塑性铰区范围加载到相应的梁上（注意采用此种方法时，同一“区格”内的楼板不要剖分， 否则导荷结果是错误的），壳的刚度不会影响荷载的分配对于通常结构，建议同一“区格”内的楼板不要 剖分，面荷载采用“均匀导荷到框架”的方法施加，楼板的面外刚度贡献可以通过修正梁的刚度实现，楼 板的面内刚度贡献可以通过施加隔板约束实现但这样会导致楼板自重通过膜节点直接传到支座（柱子） 上了均匀分布到框架只针对于施加荷载使用想要楼板传力到梁，可以对楼板剖分或者用none楼板， 自重手动做荷载施加时指定分布到框架。

节点荷载：建筑物而言,外加荷载如隔墙和楼面活荷载等,在做静力分析时,可以通过荷载方式计算其效应, 但当做动力分析时,必须将它们的质量考虑进去,因为质量会影响结构周期的,这就是要人为施加点质量或 线质量的原因 恒载输入：一般情况下是按照楼面（不计构件自重）荷载指定给构件然后在定义荷载模式时， DL 自重 系数取 1，代表自动计算并加入构件自重然后定义质量源的时候采用“来自荷载”，定义为" 1DL+0.5LL" 8.定义质量源： 定义---质量源---来自荷载（一般都选择来自荷载）；质量源组合时有一个“乘数”即荷载组合系数 sap2000 时程分析时框架结构填充墙：地震力只与每层质量有关，时程分析时所加荷载根本不影响结构 的周期振型等一些特性，模态分析和时程分析都是基于结构的质量信息在中国规范中，重力荷载代表 值就定义了求解地震作用时结构质量的计算方法所以，质量源的定义是很重要的，将自重、附加恒载 定义为dead load，在质量源定义中选择来自荷载，按规范考虑恒活组合，结构质量就等于组合后求得的 荷载除以重力加速度9.荷载工况定义---荷载工况---可以定义不同的分析类型，如下所示：静力分析（static）：不考虑惯性力的影响，内力、位移不是时间的函数。

模态分析（modal）：计算结构振动的模态，有特征值法和Ritz向量法反应谱分析（Response Spectrum）：静力方法计算由加速度荷载引起求出各阶振型的结构反应，再进行 组合，以确定结构地震内力和变形时程分析（time history）：荷载随加载时间变化，需要时程函数，求解方法是振型叠加或直接积分，要输 入地震波或人工振动弹性屈曲分析（Buckling）：在荷载作用下屈曲形态的计算首先要定义“时程分析函数”、“ 反应谱分析分析函数” 定义 函数---选择需要的函数、填写相关参数其次再定义“荷载工况”：其中时程分析 与反应谱分析 都选择从 Modal 中得到分析工况的振型，都要 选择已定义的相关函数；反应谱分析中有些参数的含义：CQC（耦联）、SRSS（非耦联），方向组合修正后的 SRSS注:定义荷载工况“时程分析” “反应谱分析分析”时要填写：加速度（Accel）比例系数比例系数即 规范中规定的加速度/人工波的加速度；结构质量转换成重力荷载代表值要乘以加速度g,因此规范中规 定的加速度和人工波的加速度都转换成以 g 为单位的加速度后再相比，再乘以系数 9.8（sap 的单位为 N/m/s）或者9800（sap的单位用的是N/mm/s）。

规范中的加速度单位g为gal，单位为cm/s2,比如规程 中的8度罕遇要求是400g，即400gal=0.4g时程分析“输出时段大小” 一般为0.01或0.02,根据总持续时间为10s左右填写“时间段” 对于同一 个工程，地震波作用的总时间t可以不同，但输出时段大小应该一致时程分析首先应在“定义---函数”中定义几组地震波函数，可以选择从文件中读取地震波函数，再在“施 加的荷载”中填写对应地震波函数，一般都是线性“弹性时程分析”，也可以进行非线性分析显示荷 载高级参数”中可以填写其它参数，一般横波要晚于纵波到达结构，可以通过“到达时间“来定义实现 pushover （静力非线性分析）过程：选择要添加塑性较的梁一指定一框架一铰一添加；定义一分析工况 ---静力非线性工况（采用荷载控制），再次定义一个静力非线性工况（push over），荷载类型为Modal （采 用位移控制）；先运行其它工况，查看没有超筋等后（必须要运行）再修改push工况（刚度来自重力非 线性工况）---运行这2个静力非线性工况---显示---显示静力push。