SAP2000使用教程要点.pdf
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1、SAP2000 ? 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100044 Version 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 Struc
2、tures, 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: 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:
3、 (对于技术支持问题)网址: ? Copyright Computers and Structures, Inc., 1978-2004. The CSI Logo is a registered trademark of Computers and Structures, Inc. SAP2000 is a registered trademark of Computers and Structures, Inc. Windows is a registered trademark of Microsoft Corporation. Adobe and Acrobat are regis
4、tered trademarks 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。程序已经经过彻底地测试及使用。然而,在程序使 用方面,使用者接受并清楚知道开发者或经销商在程序的准确 性或可靠度上没有做任何直接或暗示的担保。 使用者必须明确了解程序的假定并必须独立地核查结果。 目录 SAP2000使用教程 1 介绍 使用本手册1-1 程序简介 1-1 使用本教程 1-2 2 教程 工程2-2 界面2-2 步骤一建立新模型2-3 定义截面自动选择列表 2-5 步骤二增加框架对象 2-9 绘制框架对象
5、2-9 复制对象 2-11 剪切对象 2-13 指定单元端部释放 2-16 保存模型 2-17 步骤三添加面对象 2-18 定义面截面 2-18 绘制面对象 2-19 分割面对象 2-20 步骤四施加约束2-21 i 步骤五定义荷载工况 2-22 步骤六指 定 重力荷载 2-24 步骤七指 定 面刚度修正 2-25 步骤八运 行 分析2-27 步骤九以 图 像方式显示分析结果 2-28 步骤十设 计 钢框架对象 2-32 ii 第一章 使用本手册 本手册介绍SAP2000 版本9。逐步教程引导用户建立第一 个模型。目的是介绍程序基本特点和演示快速和容易的建立模型。 本教程给你提供SAP2000
6、 的第一手资料,对大多数人来说,这是 熟悉程序的最快的方法。 SAP2000 是一个功能非常强大和全面的程序,具有很多特点 和 功 能 。本手 册不 是介 绍所有 这些 功能。而是简要 介绍 如何 使 用 程序 , 同 时 在 介 绍 过 程 中 提 供 一 些 提 示 。 要 完 全 掌 握 SAP2000,需要本教程和SAP2000 的其它手册一起使用。 程序简介 SAP2000 是独立的基于有限元的结构分析和设计程序。它提供 了功能强大的交互式用户界面,带有很多工具帮助快速和精确创建 模型,同时具有分析最复杂工程所需的分析技术。 SAP2000 是面向对象的,即用单元创建模型来体现实际情
7、 况。一个与很多单元连接的梁用一个对象建立,和现实世界一 样,与其它单元相连接所需要的细分由程序内部处理。分析和设 计的结果对 1 - 1 SAP2000 V 9 使用教程 整个对象产生报告,而不是对构成对象的子单元,信息提供更容易 解释并且和实际结构更协调。 使用本教程 本教程中的例子提供了使用 SAP2000 的一步一步的描述。推 荐 阅读本手册时实际操作这些步骤。 在开始本教程之前,必须安装 SAP2000 程序。并且开始本教 程 前,最好细读其它手册,至少在手边可以在需要时使用。 如 果 用 pdf 格 式 阅 读 , 建 议 开 始 本 教 程 之 前 打 印 。 使 用 SAP20
8、00 的同时在屏幕上阅读本教程不太现实。 在本教程的课程中,将展示SAP2000 的很多基本特点。完成 这 个例子至少需要一个小时,如果有事需要停止的话,保存模型 以便于以后继续。 欢迎使用SAP2000。 1- 2 使用本教程 第二章 教程 本章介绍一步一步建立一个SAP2000 模型的步骤。创建模型 的 每步是唯一确定的,介绍了建立模型的不同技术。在本章结束 时,将建立一个如图1 所示的模型。 图1教程模 型 2 - 1 SAP2000 V 9 使用教程 工程 教学用的工程是一个有五个板的斜桁架桥。桥跨60 英尺,每 个 宽和高12 英尺。支座一端滑动,另一端铰接。 桁架及交叉单元由2L4
9、X4 构成,桥面板为5 英寸厚混凝土 板。 桥只进行静力分析;桥面恒载每平方英尺10 镑(psf),活载 100psf。 界面 窗口顶部菜单包含SAP2000 的所有命令和选项,包括定义、 绘 图 、 选 择 、 指 定 、 分 析 、 显 示 、 设 计 。 这 些 列 出 的 菜 单 包 含 SAP2000 经常使用的命令,大多数最经常用到的命令可 以通过绘图区域周围的屏幕上点击一下相应按钮执行。按钮有效 性由主菜单条上左侧有图标表明。右下角显示当前使用的单位。图 2 显示界面的布置。 图 2 显示界 面 2- 2 工程 第二章- 教程 第一步 建立新模型 这一步中,定义基本轴网作为建立模
10、型的模板。然后选择一个 双角钢列表作为桁架自动选择列表。 A. 点击文件 新模型命令或新建模型按钮。将显示图3 的 对话框。确认缺省单位为Kip-in 。 图 3模型模 板 B. 模型模板对话框使用参数化生成技术允许快速建立很多类 型 的模型。然而,本教程 中 将从只 建 立轴网 开始 建立 模 型。放置轴网时,精确地用定义的几何性质表示模型 的主要几何特性很重要,建议花一些时间仔细地设置轴 网线的数量和间距。选择仅轴网按钮, 将显示图4 对话 框。 第一步 建立新模型2 - 3 SAP2000 V 9 使用教程 图 4新建坐标 / 轴网系统对话框 C. 新建坐标 /轴网系统对话框用来指定X、
11、Y、Z 方向的轴 网 线和间距。指定 X 方向的轴网线数为 11,Y 和 Z 方向为 2。输入X 方向轴网线间距6 ft 并回车。注意程序自动将 6 ft 转换为 72 以和缺省的英寸单位一致。输入 Y 和 Z 方向间距 12 ft 或 144。 图 5 SAP2000 窗口 2- 4 第一步建立新模型 第二章- 教程 D. 点击确定按钮接受改变,将显示图5。 轴网将在两个窗口垂直排列,左侧X-Y 平面视图,右侧3-D 视 图,如上所示。窗口的数量可以通过选择选项窗口命令改变。 注意在图5 中平面视窗是活动的。当窗口活动时,标题栏高 亮 显示。在一个视窗中任何位置点击一下激活一个视窗。 同 时
12、 注 意 全 局 坐 标 系 也 显 示 , Z 的 正 方 向 是 向 上 的 。 当 SAP2000 指定重力方向时,是指Z 轴负方向,或者向下。 定义截面自动选择列表 一个截面自动选择列表是一个截面列表,对本教程来说是一组 双角钢截面(2L4X4s)。用与单独截面相同的方式将截面自动 选 择列表指定给框架对象。当一个截面自动选择列表指定给框架 对象时,程序进行构件设计时可以自动从列表中选择最经济、适 当的截面 。 当运行 初步分 析时,程 序从 列 表中指 定中间截 面作 为分析特性。 对于本教程的特殊情况,程序将从一组双面角钢截面中分析和 设计,即从如下所示的一个已建立的截面自动选择列
13、表中选择。 图 6 框架属性对话框 第一步 建立新模型2 - 5 SAP2000 V 9 使用教程 A. 点击定义 框架截面命令,将显示框架属性对话框如图6 所示。 B. 在属性中向下滚动截面列表,查看是否包含2L4X4 s, 如 果包含,直接跳到步骤D。否则继续步骤C。 C. 在 选 择 增 加 属性 类 型 点击“ Import I/Wide Flange” 下 拉 框 。 滚 动 导 入列 表 直 到找 到 ” Import Double Angle” 见 图 7。点击该项。 图 7 导入双角 钢 D. 在点击到框架截面属性对话框中点击添加新属性按钮,将 打开选择截面属性文件对话框。 E
14、. 从截面属性文件对话框中选择并 打开文件SECTIONS.PRO , 此 文 件 包 含 本 模 型 中 使 用 的 双 角 钢 属 性。 Sections.pro 截面列表对话框如图8 所示。 F. 在截面标签域中向下滚动直到找到第一个 2L4X4 。在构件 上点击一下高亮显示它。 G. 向下滚动列表直到找到最后一个2L4X4 。按住Shift 键在 2L4X4X7/16X3/8 上点击 一下所有的2L4X4 s 将 高亮显示。 2- 6 第一步建立新模型 第二章- 教程 H. 点 击确 定按钮 ,然 后在双角 钢截 面对 话 框中 点击确 定 按 钮,将选择的角钢增加到框架属性对话框中的
15、截面属 性域中。 图 8 Sections8.pro截面列表 I. 在 框 架 属 性 对 话 框 选 择 属 性 类 型 域 上 点 击 下 拉 框 “ Add I/Wide Flange”并向下滚动直到找到Add Auto select。单击该项。 J. 在点击到框架属性对话框域上,点击添加新属性按钮,将 打开截面自动选择列表如图9 所示。 K. 在截面自动选择列表名称中输入TRUSS 。 第一步 建立新模型2 - 7 SAP2000 V 9 使用教程 L. 向下滚动截面列表找到2L4X4X1/2 双角钢,点击一下 高 亮该项。 M. 继续向下直到找到最后的双角钢2L4X4X7/16X3/
16、8 ,按 住Shift 键 的 同 时 在 该 截 面 点 击 一 下 。 现 在 所 有 的 2L4X4 s 都 高亮显示。 图 9 截面自动选择对话框 N. 点击添加按钮移动选择列表到对话框右侧截面自动选择编 辑框中。 O. 点击确定按钮,然后点击框架属性对话框中的确定按钮接 受改变,并将TRUSS 截面自动选择列表增加到属性编 辑 框中。 2- 8 第一步建立新模型 第二章- 教程 第二步 添加框架对象 这一步中,用轴网和捕捉选项绘制框架对象及与之相关联 的 TRUSS 截面列表,并用编辑菜单命令产生框架对象。 绘制框架对象 确认X-Y 平面Z144 视图是激活的(见第一步D 如何 激活
17、一个视图)。此视图应在左侧窗口。并检查捕捉节点和轴线 交点命令是激活的。有助于精确定位框架对象。当与这个命令相 关联的按钮按下时,命令激活。或者使用绘制捕捉到 点和 轴网交点命令。默认情况下,该命令是激活的。 A. 点击视图菜单 设置二维视图命令 1. 在设置2 维视图对话框中点击X-Y 平面选项。 2. 在 Z 编辑框内输入0,显示基础层平面,然后点击 确 定按钮。 图 10对象属性对话 框 B. 点击绘制框架/ 索/ 筋按钮或使用绘制 绘制框架 / 索/ 筋 菜单命令。如果从绘制菜单绘制框架 /索/筋执行命令,绘 制框架 /索 /筋按钮将是按下的,以确认对该命令的选择。 将弹出框架对象属性
18、对话框如图10 所示。 第二步添加框架对象2 - 9 SAP2000 V 9 使用教程 任何视窗中,如果对象属性对话框盖住了模型的任一 个部位,可以将它拖开。 C. 在 对 象 属 性 对 话 框 中 点 击 属 性 编 辑 框 , 向 下 滚 动 到 TRUSS。单击将TRUSS 自动选择列表赋给绘制的构件。 D. 绘制第一个框架对象,在X-Y 平面视窗的X-Y 原点 点击一下,然后在同一水平轴网线的最远端点击(x 720,y 0)。光标位置在界面右下角显示。一个框架线将在两 个视窗中出现(平面和三维)。点击定义框架对象端点之 后,右键点击将“拿起画笔 ”,将不再继续绘制,但绘 制 框架 /
19、 索/ 筋命令仍然是激活的,可以继续增加单元。如 果绘制这个对象时出错,点击选择对象按钮,离开绘 制模式进入选择模式。然后点击编辑撤销框架添加命令,再 重新绘制。 E. 重复C,绘制其它与第一个单元平行的框架对象,从(x 0, y144)到( x720,y144)。这些单元构成桁 架的下弦。右击停止绘制。 F. 在( x 0,y0)和( x0, y144)点击绘制第一个横 杆。 G. 点击选择对象,或者按下Esc 键退出绘制框架 /索命令。 2- 10 第二步添加框架对象 第二章- 教程 复制对象 图 11 选择选 项 确认程序处于选择模式。 A. 直接在单元上点击选择跨越纵弦的横向单元,或者
20、在对象 的右侧点击,然后按住鼠标左键,拖过单元。选择选项见 图 11。 B.点击编辑 复制命令弹出图12 对话框。 第二步添加框架对象2 - 11 SAP2000 V 9 使用教程 图 12复制对话 框 C. 在线性栏中,在dx 编辑框中输入144。 D. 在数量编辑栏中输入5。 E. 点击确定按钮。注意横向构件在每个网格线上产生。 F. 在每个纵向弦杆左边点击一次以选定。 G. 点击指 定框 架/ 索/ 筋自动 框 架 细分命令弹出图13 对 话 框。选择自动划分框架选项,勾选在节点位置和在与 其它 框架相交处选择框,然后点击确定。 这个细分保证了弦杆和其它单元的连接,因为弦杆是作为 一个单
21、独的对象绘制的。从分析的角度看,弦杆现在与所有相 交的框架单元相连,但在设计中,它们仍然是一个单独对象。 2- 12 第二步添加框架对象 第二章- 教程 图 13 指定自动框架划分对话框 H. 点击选择所有按钮或者用选择选择 全部命令选择 模 型中所有的对象。 I. 点击编辑 复制命令弹出复制对话框 1. 在 dx 编辑框中输入72,在 dy 编辑框中输入 0,在 dz 编辑框中输入 144。 2. 在数目编辑框中输入1。 3. 点击确定接受选择。 框架底平面将复制到顶部,在X 方向有72 英寸 的偏 移。 剪切对象 确认程序处于选择模式,X-Y 视窗是激活的。 A. 点击视图 设置二维视图命
22、令 1. 在设置二维视图对话框中点击X-Y 平面选项。 2. 在 Z编辑框中输入144,显示最顶层平面视窗, 然 后点击确定按钮。 第二步添加框架对象2 - 13 SAP2000 V 9 使用教程 B. 点击指定 清除指定显示命令去掉框架细分标志。 C. 点击两个与右侧上一个横向单元相邻的顶部上弦杆,以及 最右端两个弦杆的两个点对象,如图14 所示。选择的 对 象用虚线显示。 图 14 剪切用的选择模式 D. 点击命令,弹出剪切延伸所选框架对话框。 1. 选择剪切框架选项,点击确定。选择剪切框架选项,将剪切与最后横 向构件相邻的两个顶部弦杆。剪切一个框架单元 时,选择单元,选择一个单元作为剪切
23、位置,并 选择一个点对象,位于点对 象一边将被剪切。 E. 点击 “独立的”最右端横向框架单元,执行编辑删 除命令,按按下键盘上的DEL(删除 )键。 F. 确认平面视窗激活,点击XZ 视图按钮。 模型如图15 所示。 2- 14 第二步添加框架对象 第二章- 教程 图 15 添加框架对象后模型 G. 点击绘制框架 / 索/ 筋按钮或用绘制 绘制框架 / 索/ 筋命 令。弹出框架对象属性对话框。 H. 确认对象属性对话框的属性项设为TRUSS。 I. 绘制第一个对角线,在X-Z 平面视窗的X-Z 原点,然后 再 点击最近的顶弦杆(x 72,z 144)。不点右键,在 点 (x144,在 0)增
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