sap2000计算例子

Sap2000作业 本学期学习了sap2000课程，目前关于sap的教材不多，除了彭老师的 《结构概念分析与sap2000应用》在网上各结构论坛上广受好评之外，北京金土木最新出版的《sap2000中文版使用指南》也进一步推动了sap2000在全国的深入应用。作为一种优秀的结构分析软件，它必将更加普遍，在中发挥更大的作用。 通过一个学期的sap2000学习，我收获的不仅仅是sap2000的一些知识。刚入学时，面对如此多的结构软件如ansys, sap2000,abaqus,adina,midas，我很迷惘。通过请教导师、师兄和同学，我渐渐有了初步认识。Sap2000博大精深，我期待自己能够在学习过程中每天进步一点点。 以下是用sap2000操作的几个例子。 1“框架作用”在桥梁立柱中的应用验算。 大学期间我们系里组织了去江苏江阴长江大桥参观见习。江阴长江大桥为“中国第一，世界第四”的特大跨悬索桥，全长3071m,主跨1385m, 以下为当时拍下的照片。 在参观工程师的伟大作品的同时，我发现该桥的立柱的梁截面尺寸明显要比柱的截面尺寸大，从上面照片上也可以看出来,估算其刚度也比梁的大许多。现在学习了sap2000之后，尝试对该桥立柱进行风荷载下的简单模拟。令梁柱线刚度比为λ，现对λ分别为1，2，4的三种不同框架在相同单位水平作用力下（F=1）的受力变形进行分析，建立模型如下： 输出结果如下： λ=1时，变形图与弯矩图： λ=2时，变形图与弯矩图： λ=4时，变形图与弯矩图： 由以上sap2000输出的结果看出，λ=4时柱顶水平位移为λ=1时柱顶水平位移的一半，即在水平作用力下，梁柱线刚度比越大，其水平位移越小。这是因为λ=4时梁柱线刚度比较大，由于梁的约束，柱内弯矩要减小，而成对轴力将分担很大一部分倾覆力矩，这样框架作用程度很大，变形则减小。λ越大，横梁对框架结点转动的约束越大，在工程上一般当λ大于4时可认为是完全框架作用。江阴长江大桥的立柱很高，在索平面内两侧索的拉力基本平衡，但在出平面方向刚度很小，而垂直于悬索平面的水平风荷载很大，设置刚度很大的刚性横梁形成完全框架作用，可以大大提高悬索桥立柱出平面刚度和抵抗水平荷载的承载力。 2支撑和拆除阶段的模拟 框架结构钢筋混凝土强度为C30（E=3.0*107），梁截面0.2m*0.4m, 柱截面0.5m*0.5m。层高3m，开间6m。在计算中的荷载仅考虑结构自重的影响。每一层为一个施工阶段。 整体建模步骤如下： 步骤1：分别指定支撑为组1，第一层梁柱为组2，第二层梁柱为组3，第三层梁柱为组4。施工第一阶段添加支撑组1，第二阶段添加组2，第三阶段添加组3，第四阶段添加组4，第五阶段拆除支撑组1。操作如下： 步骤2：定义分析工况，选择非线性阶段施工，操作如下： 各阶段输出结果如下： 阶段1： 阶段2： 阶段3： 阶段4： 阶段5： 3增大结构跨度的几个措施 1）采用预应力结构。 例如，预应力混凝土与普通钢筋混凝土比较，具有构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点，在大开间、大跨度与重荷载的结构中，采用预应力混凝土结构，可减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好，在现代结构中具有广阔的发展前景。 2） 采用桁架，拱，网架，壳体，索，折板等结构体系。 现以拱为例，用sap2000比较相同条件下梁跟拱的内力和变形情况。 梁跟拱截面都为0.2m* 0.4m，跨度都为4m，拱矢高1m，考虑在在自重和均布活荷载组合作用下（q=3kn/m）两种结构的内力和变形。 建模如下： 梁的弯矩图与变形图如下： 拱的弯矩图与变形图如下： 从以上比较可以看出，拱的跨中弯矩和变形都比同条件下梁的跨中弯矩和变形大大减小，这是因拱的支座产生了水平推力。拱的截面除了常用的矩形截面外，还可以采用T型截面拱等，跨度更大的拱可采用钢管，钢管混凝土截面，也可以采用型钢、钢管或钢管混凝土组成组合截面。组合截面拱自重轻，稳定性和抗弯能力都大大提高，可以跨越更大的跨度。 现代很多建筑桥梁都采用拱结构形式，如著名的上海卢浦大桥，拱的主跨达到550m.。最近我到四川大学新校区耍，那里有个拱桥就是模仿卢浦大桥的形式（两拱向内倾斜，两拱间用刚性横梁连接），但不过是它的缩小版。 4日照下高层建筑的温度效应模拟 对于高层建筑，进行内力组合有时候不能忽略室内外温差造成的温度效应的影响，现用sap2000对一个小高层在温度和自重组合作用下的受力和变形做简单模拟。 梁截面0.2m*0.4m, 柱截面0.5m*0.5m。层高3m，开间6m，在强光照射下室外温度35℃，室内温度25℃。 建模如下： 建模时注意温度梯度方向，首先需要判断各单元的局部坐标， 操作结果如下： 输出的变形与弯矩图为： 以上为几个sap2000的操作例子，更多的内容我将在以后的学习过程中不断充实自己。