西南交通大学结构分析计算机程序与应用 (sap2000)作业

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西南交通大学结构分析计算机程序与应用课程设计题目参考

西南交通大学结构分析计算机程序与应用课程设计题目参考

请大家写成报告的形式。

要求:
1、主要的计算步骤截图(白底,黑图、黑字)
2、计算结果
3、计算结果分析 报告提交时间另行通知。

习题题目
1、图示交叉梁系的各梁与周边斜交
45°,梁端在周边为铰支,在结
点1、2、3、4、5 处各作用有垂直于结构平面的集中荷载20kN ,设各梁28/101.2m kN E ⨯=,45104m I -⨯=,241050m A -⨯=,。

绘出各梁最终弯矩图。

2、试用桁架与刚架分别建立下图的计算模型,P=10Kn, 比较计算结果。

3. 用结构分析有限元程序计算图2.40所示连续梁。

设72310kN/m E =⨯,截面形状为矩形,尺寸25cm ×50cm ,热膨胀系数51001-⨯=α.。

上侧温度升高25°,下侧温度升高10°。

要求分别计算出温度变化、均布荷载和集中力单独作用时的内力,并计算三者同时作用的组合内力。

4 计算错误!未找到引用源。

示下承式连续梁拱组合结构内力图。

拱轴线为抛物线,其方程为()x l x l
f
Z -=24,杆件截面0.6m 0.6m ⨯,弹性模量822.010kN/m E =⨯。

12m
30m
12m
6m
50kN
70kN
80kN
4m
5、空间刚架结构。

计算三层框架结构,层高3m ,楼板厚15cm ;柱尺寸为0.5⨯0.5m ,梁截面为0.2⨯0.4m ,计算楼面荷载为3kN/m 2时的内力。

723.010kN/m E =⨯.。

sap2000结构力学上机步骤

sap2000结构力学上机步骤

1、修改单位,建立新模型2、选择单位,选择二维框架3、选择刚架,编辑框架尺寸;4、编辑轴网数据6、对底层结点指定约束。

8、定义混凝土强度9、选择混凝土CONC,修改其属性;10、修改材料强度;11、定义梁、柱截面12、添加矩形截面13、定义截面尺寸和材料;14、定义截面设计类型和保护层厚度15、同理,定义矩形柱截面材料、尺寸;16、定义设计类型和保护层厚度17、选择梁构件18、指定梁构件截面19、指定梁构件截面为前面定义的BEAM;20、选择柱构件21、选择柱构件22、指定柱构件截面为前面定义的col;23、定义荷载工况;24、分别定义恒载(DEAD)、活荷载(LIVE)、风荷载(WIND)、地震(QUAKE)工况;图示为地震工况定义的情况;25、荷载工况定义完毕;26、定义分析工况;27、分析工况列表,一般不需改动;28、定义组合工况29、添加新组合;30、定义组合工况1.2恒+1.4活31、定义组合工况1.2恒+1.4风32、定义组合工况1.2恒+0.6活+1.3地震33、选择顶层梁34、指定顶层梁荷载;35、输入均布恒载15;36、同理,指定其他楼层梁恒荷载;37、同理,选择顶层梁,输入均布活载3;38、选择楼层梁39、输入楼层梁活荷载;40、选择楼层结点;41、在结点处输入风荷载;42、同理,在结点处输入地震荷载;43、设置分析选项;44、设置运行选项45、运行保存目录;你的姓名-你的学号46、运行中——>运行完毕;47、显示各工况内力;48、显示组合内力;49、如果需重新编辑修改,运行后需要解锁;50、将此目录下的文件刻盘。

结构分析软件sap2000学习资料

结构分析软件sap2000学习资料

SAP2000学习提纲一、SAP2000简介SAP2000是基于有限元法的结构分析软件,在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项,且完全在一个集成的图形界面内实现。

建模简单、形象,建立结构几何模型的同时也建立了结构的有限元模型。

二、有限元分析方法通俗地说,有限元法就是一种计算机模拟技术。

有限元法最初的思想是把一个大的结构划分为有限个称为单元的小区域,在每一个小区域里,假定结构的变形和应力都是简单的,小区域内的变形和应力都容易通过计算机求解出来,进而可以获得整个结构的变形和应力。

有限元法中的相邻的小区域通过边界上的结点联接起来,可以用一个简单的插值函数描述每个小区域内的变形和应力,求解过程只需要计算出结点处的应力或者变形,非结点处的应力或者变形是通过函数插值获得的,换句话说,有限元法并不求解区域内任意一点的变形或者应力。

三、SAP2000建模的基本步骤1、SAP2000坐标系SAP2000坐标系为右手坐标系。

整体坐标记为x,y,z三个方向轴是互相垂直的并且满足右手准则。

SAP2000总是假设z轴是垂直轴,自重总是沿-z方向作用。

SAP2000以1,2,3轴表示单元局部坐标系。

整体坐标系的作用:1)节点坐标的确定;2)节点约束信息;3)节点荷载;4)整体方程组的建立;5)节点位移输出。

局部坐标系的作用:1)单元刚度方程的建立;2)单元材料特性和截面几何特性;3)单元荷载的输入;4)结构的内力输出。

2、模型对象尽量与实际构件一致,尽量按照实际情况输入。

模型初始化(设置单位制) 模板建模设置轴网 dxf文件导入定义材料定义截面绘制模型施加支座约束定义荷载工况定义组合运行结构分析分析结果输出3、建模之前首先选定单位制。

4、简单模型尽量由SAP2000直接建模,由dxf文件导入模型时应使dxf文件中的图形位于坐标原点,且使图形坐标轴与SAP2000整体坐标系一致。

5、钢材的材料属性需要修改弹性模量和屈服强度,注意钢通属于冷弯型钢设计强度为205 N/mm2,屈服强度适当减小。

SAP2000和结构力学求解器使用示范PPT(82页)

SAP2000和结构力学求解器使用示范PPT(82页)

• 导入后情况!检查一 下是否有杆件没有显
示出来,有的话直接 用sap补上。
• 开始设置杆件截面的 特性。
• 对准杆件右键弹出如 图所示栏目,双击 “截面属性”!
然后选择“添加截面属性”!
• 各种截面如图,选择 所需要的截面!
按自己的制作设置参数
• 保存好名称,最好是 以“XmmX层”为名。
• 分析如图!黄色表示“拉力”,红色表示 “压力”。
• 弯矩情况!
结构力学求解器
• 打开“所圈”的文件, 即可开始运行结构力 学求解器!
• 分有两个窗口,左边 的是“观览器”,右 边的是“编辑器”。
• 右上方有5个选项,设 置的顺序就按上面的5 个选项从左往右依次 进行。
• 第一步:布置节点。
• 修改何不变“构造要求后,即可进行 内力计算。
数据输出!
模拟破坏情况!
特别说明:
• 本例只作为示范作用! • 实际分析,按照加载方式添加荷载,上例
的均布荷载应该是添加到它的实际加载位 置,即单元(7)的位置!!
• 根据结构力学,由于取“对称结构”的一 半进行了分析,所以所加的荷载应该为实 际添加到结构上的荷载的“一半”。如若 实际结构添加10KN/m的均布荷载,则取一 半结构时,只需要添加5KN/m的均布荷载。
• 开始添加荷载。

注意:如果是加在

某一段梁上,这段

梁应该是“断开的”,

单独的。
• 调整单位!
• 选择荷载类型!
• 自己尝试一下两处有 什么不同!
• 均布荷载情况!
• 加好荷载就可以开始 分析啦!点击“现在 运行”。
• 破坏模拟!
• 可以开动画看!

SAP2000应用几例

SAP2000应用几例

2009年11月成都
第二届金土木结构软件全国用户大会会议论文
...
180 160
宝140
姜120
霉100
盏80
蔫印
40 20

彳勿∥2:
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么痧、
删一 似

—÷卜l根失效螺栓 —◆一2根失效螺栓 —乓-3根失效螺栓

j±垒握叁效螺栓
图7
2#螺栓轴力与失效根数关系
图8
3群螺栓轴力与速度关系
作者简介:
1.某体育场钢罩棚结构极限荷载的分析 、工程概况
结构半血外轮廓早圆蟛,血释260 70胁,内轮廓望椭哪形,立体节t§鞍彤。“H地血高度最 低点33 00m,壤商点43 00/?/;罩棚总投影血秘约3 4儿、P方米。罩删结构体系由牛桁架、 次桁架、内耶粱、外耶粱以及它们2问的各种支撑构成扁环状宁问钢附壳结构通过制梓盘撑、 钢索恳挂“・24撤铡筋混凝上{=I!r上。丰桁架L弦、F弦,腹杆均采用方制管。欢桁架、内环耀、 外虾粱吼故点撑构件一股来卅四钢许,个别支撑采用方钢管t节点采用桐贳节^、板式廿点、 铸钳节点.受山较大或杆件数最较多节点采川焊接球节点:制枰采用变截Im焊接箱形柱镪挂 支座采用刀向抗震球掣支席,计算模型如图1所不。
心[[ £[“ !喇2—型生且乳—上』!巳jh.j
H 2活简e&*女
表1轴重值 荷羲状R 满员时 轴¥(单位:吨)
±}¨
(2)计算简图
吲为¨题的重点是对立鹰锚悯螺栓的分析,放H考虑根粱和支承它的支座部分影 响.忽略桥墩对其上部分的影响,则计算简图搜锚固螺栓的编≈,如图3所示。
址独立的迅代计算。
二、分块独立迭代算法示例
F面以阿1所示的简单框架为例说叫其步骤(过程):

Sap2000结构概念分析与SAP2000应用

Sap2000结构概念分析与SAP2000应用

Sap2000结构概念分析与SAP2000应用----- 读书笔记1.有效自由度和无效自由度的概念:有效自由度:自由度方向的接点位移分量是待求的未知位移。

无效自由度:自由度方向的接点位移分量是已知的。

已知刚度为0的,其自由度也认为是无效自由度。

局部坐标系:1红色,2白色,3蓝色SAP2000包括8种单元,FRAME,AREA,PLANE,ASOLID 轴对称单元,SOLID,SPRING弹簧单元,LINK及预应力对象。

组的作用:1快速选择对象用来编辑和指定。

2阶段施工3定义模型切割4分组对象进行相同的设计5选择输出可以定义任意多个组。

荷载组合COMBO:ADD:组合中的分析结果相加ABSOLUTE:组合中的分析结果绝对值相加SRSS:组合中的分析结果平方和相加然后开平方根。

包络ENVELOPE:组合中的结果得到最大和最小的包络值。

除了包络法其他组合只适用于线性分析工况。

实体模型包括厚拱THICK ARCH ,截面变化拱V ARIABLE ARCH,块体BLOCK。

桥梁分析的步骤是:1.用框架单元建立桥梁行为模型2.定义描述活荷载位置的车道3.定义可能作用于桥梁的不同车辆活荷载4.定义包括一个或多个必须可交替地考虑车辆的车辆等级5.定义移动荷载分析工况6.指定对于哪些结点和框架单元需要计算移动荷载响应支座和伸缩缝的处理:方法:将单元附着于同一位置的不同结点,同时将连接的自由度用‘相等限制’或‘局部限制’限制在一起。

桥梁常用的计算模型简介:1.杆件计算模型杆件计算是将梁离散成杆件单元和梁单元。

这种方法的特点是直接给出杆件的内力和变形,又根据结构受荷载后截面的是否保持平截面,可分为自由扭转理论和翘曲扭转理论。

自由扭转基本假定:平截面假定刚性截面假定-变形后梁截面周边形状保持不变剪切中心线和梁截面形心轴线相重合。

忽略剪切变形。

混凝土桥梁结构一般按照自由扭转理论进行分析便可以满足设计要求。

但对于钢箱梁,必须考虑翘曲扭转的影响。

sap2000作业详细操作步骤

sap2000作业详细操作步骤
2.选择节点4,点击指定→节点荷载→力→在节点荷载对话框中荷载域X编辑格内输入36→确定。依同样方法,选择节点3,力全局X编辑格内输入76,选择节点2,力全局X编辑格内输入83。
四、分析运行:
1.设置结构类型。由分析→设置分析选项→选择平面结构→OK.
2.运行程序。点击运行分析键→显示设置运行的分析选项对话框→点击MODAL,并点击运行/不运行工况→点击现在运行键运行分析
0.02336
7
Ux(节点,2)(m)
0.00077
题目二:求下图刚域单元在荷载作用下的内力变形。
E=2.0×108KN/m。
工况1:不考虑刚域,考虑楼板变形。
工况2:不考虑刚域,不考虑楼板变形。
工况3:考虑刚域,考虑楼板变形。
工况4:考虑刚域,不考虑楼板变形。
操作步骤
工况1:
一、建立模型
1.选择量纲为:KN,m,C
3.所得结果的图形及表格如下:
4.
变形图轴力图
剪力图 弯矩图
TABLE: Joint Displacement
Joint
Text
OutputCase
Text
CaseType
Text
U1
m
U2
m
U3
m
R1
Radians
R2
Radians
R3
Radians
1
DEAD
LinStatic
0
0
00Biblioteka 0.00073二、从定义菜单中完成下列工作:
1.点击定义→框架截面→在框架属性对话框中点击显示Add I/Wide FlangeC的下拉列表并选择AddGeneral项→点击添加新属性→显示属性数据对话框。默认截面名称为FSEC1,在横轴面积输入0.035,在围绕3轴的惯性矩输入0.003→点击属性数据和General Section对话框的确定键退回显示框架属性对话框→重复添加新属性,添加截面FSEC2、FSEC3、FSEC4,横轴面积依次为0.03、0.045、0.05,围绕3轴的惯性矩依次为0.003、0.015、0.009,点击确定退出所有对话框。

sap2000上机操作

sap2000上机操作

高等结构动力学Sap2000上机作业1.例10.1计算简支梁频率与振型。

比较取不同单元数时周期的变化规律,并与精确解比较。

1.1sap2000计算过程:(1)建立计算简图:文件→新建模型→选定单位(N,m,C)→梁(2)划分梁单元分别为5单元,10单元,20单元。

选中对象,编辑→编辑线→分割框架在分割框架对话框分别键入5,10,20。

(3)定义单元的材料:定义→材料→添加新材料显示对话框如下图(4)定义单元截面:截面属性→框架截面→添加新属性。

对话框如图截面属性修正如图:(5)定义质量源(6)选中全部单元,指定→框架→框架截面→将截面名“FSEC2”赋予选中单元(7)定义分析类型:定义→荷载工况→选“MODAL”→修改显示荷载工况。

(8)分析→设置分析选项(9)分析→运行分析→现在运行(10)结果i)10单元前6阶振型图ii)周期与频率的计算结果表单元数为5计算结果:单元数为10计算结果:单元数为20计算结果:对比取三种单元数计算所得的周期和频率表可知,单元数取值越大,计算结果越相近。

1.2精确解应用第五章无限自由度体系的振动理论来判断。

由等截面简支梁的计算公式:n nωλ==158.9483/rad s ω===Sap2000算出的158.948/rad s ω=故比较精确解计算结果可知计算机结果准确,且单元划分越多,越接近精确值。

2.用有限元计算图示梁的频率与振型,并与精确解比较。

尺寸、材料与例10.1同。

2.1悬臂梁2.1.1sap2000计算过程:(1)建立计算简图:文件→新建模型→选定单位(N,m,C )→梁→选定框架梁支座,将其支座由铰接改为固结和自由。

(2)划分梁单元为10个单元。

选中对象,编辑→编辑线→分割框架 在分割框架对话框键入10。

得到模型如下图。

(3)定义单元的材料:定义→材料→添加新材料如题1。

(4)定义单元截面:截面属性→框架截面→添加新属性→“FSEC2”→截面属性修如题1。

sap2000及ANSYS应用(结构概念分析)

sap2000及ANSYS应用(结构概念分析)
轴力图 由云图可以看到最大轴力发生在框架中间的柱低端,最大轴力为 659.316KN ⑥弯矩云图 PLLS,M_I,M_J,-1,0
由下图的弯矩图可以看到最大弯矩放生在框架中间的梁的跨中最大正弯矩为 51.291KNm,最小负弯矩主要出现在框架顶层屋面和外侧面框架的中间,梁与柱交界处,最 小弯矩为 71.949KNm.
470 502.12 0.65932E+06 -9794.5
474 -8270.8 0.36632E+06 -5592.0
478 6042.4 0.28915E+06 8615.2
482 -416.90 0.50491E+06 15390.
486 -0.45475E-07 0.49438E+06 15373.
18
西南交大
⑦剪力云图 PLLS,Fs_I,Fs_J,1,0
弯矩云图
⑧列出反力
剪力云图
19
西南交大
PRRSOL
NODE FX
FY
FZ
418 6042.4 0.28915E+06 -8615.2
422 -416.90 0.50491E+06 -15390.
426 -0.59803E-07 0.49438E+06 -15373.
13
西南交大
由点生成线图
由线生成的面图
14
西南交大
5.对建的模型进行网格划分,生成计算单元
lesize,all,1
!选择线网格划分的尺寸
lmesh,61,153
!首先对当前材料、实常数、单元类型类型的梁进行生成单元
lsel,s,,,1,60
!选择剩余的柱线
latt,1,2,1

西南交大结构分析计算程序与应用期末课后复习

西南交大结构分析计算程序与应用期末课后复习

.*《结构分析计算程序与应用》课程大作业指导教师:江南姓名:学号:时间:2015.06.231.题目本人题目为第二组:例:7.3 计算7.9所示对称框架在对称荷载作用下的内力图,设材料的弹性模量E=2.0×108kN/m,截面为矩形截面,高宽为0.4m×0.2m。

2建模2.1全结构建模2.1.1 整体模型的建立(1)建立新的模型点击建立新的模型:如图,将单位修改为KN,m,C;模型结构选择二维框架结构,之后将框架的层数改为2,层高修改为4,开间数为2,开间宽度为4,点确定建立模型。

(2)修改模型使模型符合题意①如图,删除红色选中多余杆件②修改支座约束情况。

选中图中红色节点,通过菜单:指定→约束修改支座约束情况,将固定铰支座改为固端。

如下图所示(3)指定截面材料和特性①定义材料I通过菜单:定义→材料新建一个材料,并将材料命名为MAT和修改其E为2×108kN/m2,点击确定。

II通过菜单:定义→截面属性→框架截面→添加新属性;进入截面属性建立点击框架截面属性类型的concrete,并点击矩形。

如图修改截面的高度和宽度分别为0.4和0.2,并将材料修改为MAT,截面名为FSEC2,点击确定,截面属性建立完毕②赋予模型截面特性选中所有杆件,通过菜单:指定→框架→框架截面进入子菜单将FSEC2选中,点击确定,完成截面特性指定(4)均布荷载的加载①定义荷载模式此题目只有一个均布荷载,因此不需要定义荷载工况和荷载组合通过菜单:定义→荷载模式进入子菜单此题不考虑自重,将自重乘数修改为0,并点击修改荷载模式更改,点击确定②荷载的加载选中需要加载荷载的两根杆件,通过菜单:指定→框架荷载→分布进入加载子菜单将均布荷载的数字改为20kN/m,并注意荷载模式和荷载类型和方向的正确性,此题不需修改,点击确定,完成荷载的加载(5)运行分析此题为平面框架,首先在分先前将分析选项设为平面框架,可减少分析时间,然后点击运行分析,并保存文件2.1.2 模型运行结果(1)弯矩图(kN.m)(2) 轴力图(kN)(3)剪力图(kN)2.2 半结构建模2.1.1 整体模型的建立(1)建立新的模型和全结构建立一样,但是注意将开间数修改为1 。

sap2000结构动力学例题

sap2000结构动力学例题

sap2000结构动力学例题当涉及到SAP2000软件的结构动力学例题时,我们可以选择一个简单的框架结构进行分析。

以下是一个例子:假设我们有一个简单的二层框架结构,由两根柱子和一根梁组成。

柱子和梁的材料均为钢材,结构的尺寸如下:柱子高度,5米。

柱子截面积,0.1平方米。

梁长度,10米。

梁截面积,0.2平方米。

我们的目标是分析该结构在受到外部荷载作用时的动力学响应。

首先,我们需要在SAP2000软件中建立该结构的模型。

我们可以使用软件提供的图形界面进行建模,依次添加柱子和梁的节点、材料和截面属性,并定义节点之间的连接关系。

接下来,我们需要为结构定义外部荷载。

例如,我们可以在第二层梁的中心位置施加一个垂直向下的集中荷载,大小为1000牛顿。

完成模型和荷载的定义后,我们可以进行结构的动力学分析。

在SAP2000中,我们可以选择合适的分析方法,如模态分析或时程分析,来获取结构的振型、固有频率、模态质量等信息。

对于模态分析,SAP2000可以计算出结构的固有频率和振型。

这些信息对于了解结构的动态特性非常重要,可以帮助我们评估结构的稳定性和抗震性能。

对于时程分析,我们可以定义一个代表时间的函数,并将其作为荷载施加到结构上。

SAP2000将根据定义的时间函数和结构的初始状态计算出结构在不同时间点上的位移、速度和加速度等响应。

通过分析结果,我们可以得到结构在受到外部荷载作用时的动力学响应。

这些响应数据可以帮助我们评估结构的安全性和可靠性,以及进行结构的优化设计。

总结起来,使用SAP2000进行结构动力学分析可以帮助我们全面了解结构的动态特性和响应,从而指导结构设计和优化。

以上是一个简单的例子,实际应用中可能涉及更复杂的结构和分析方法。

SAP2000使用方法

SAP2000使用方法

一、绘制计算简图--------CAD建立几何模型在CAD中绘制水平框架计算简图,计算跨度、高度取构件中心间距,需要注意的有以下几项:1、将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元,在导入程序后会自动生成节点;2、不要在“0”图层绘制,需新建一图层进行绘制,图层名可自定义,计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件;3、画图应以米为单位,图应在远点;4、曲线,应分段为直线,再导入;二、导入.dxf文件1、打开SAP2000程序。

在导入.dxf文件之前,先将右下角的单位一栏里的默认单位制改为“KN.m.C”,否则导入文件后会造成节点处出错;2、选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件,在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为”Y”方向,由于上步已将单位制改为“KN.m.C”,此部中不需要在做修改,直接确定;下一选框中frame应选中图层名称。

3、导入完成后点击“XZ”视角,即可看见计算见图。

三、定义材料点击“定义-材料”,在对话框中选择“CONC”(混凝土),点击“添加新材料”,在“材料属性数据”对话框中,填写各项参数如下:材料名称:C30 材料类型:各向同性密度:2.5T/m2 重度:25KN/m3弹性模量:30000000KN/m2 泊松比:0.2热膨胀系数:1.000E-05 剪切模量:12500000设计类型:Concrete(混凝土)Fcuk:30000KN/m2(立方体抗压强度标准值)Fyk:335000KN/m2Fyks:335000KN/m2C40除以下两项与C30不同外,其余均与C30相同:弹性模量:32500000KN/m2 Fcuk:40000KN/m2(立方体抗压强度标准值)四、定义框架截面点击“定义-框架截面”,在“框架属性”对话框中选择“Add Rectangular”(添加矩形截面),点击“添加新属性”,在弹出的对话框中定义截面名称、材料、深度、宽度:1、截面名称自定义,为方便好记,可取拼音定义,如顶板取名为“DINGBAN”;2、材料根据真实设计信息选择C30、C40或其它;3、深度即为构件的厚度,按真实设计信息填写;4、宽度为计算纵向的长度,本例是在柱前后各取的半跨,因此为6.5cm,也可以取单位宽板带计算,但此时柱需做简化;在对话框中还有一个“配筋混凝土”选项,点开后根据真实设计信息选择设计类型和填写保护层厚度,本例中是将侧墙、顶板、中板、底板的设计类型均定义为“梁”,柱仍为“柱”五、定义荷载工况点击“定义-荷载工况”,弹出“定义荷载”对话框,定义好荷载名称、类型、自重乘数后,点击“添加新荷载”即可完成一个新荷载的定义,可将各项荷载逐次添加,本例中是这样定义的:需要注意的有:程序中已有名为:“DEAD”的荷载,其自重乘数为1,代表着构件自重,因此其他各项荷载的自重乘数需为0;荷载名称中除地震荷载QX外均可自定义,以方便个人记取为主;本例中抗浮设防水位在顶板以下,如果抗浮设防水位在顶板之上,还需增加一种荷载DSYL(顶板水压力)六、指定框架截面首先点选需要定义截面的构件,然后点击“指定-框架/索/筋-框架截面”,在弹出的“框架属性”对话框中选择之前定义好的框架名称。

SAP2000案例操作教程

SAP2000案例操作教程

SAP2000案例一、模型简介原有钢筋混凝土框架结构为一教学实验楼 ,长39.6m ,宽 15m ,房间开间为3.6m ,进深为 6m ,底层层高 4.5m ,其他层层高3.6m 。

结构平面布置如图 1 所示。

上两层为加层轻型钢节后,原框架混凝土 C35 , 弹性模量 E =3.15e10 , 泊松比 ν=0.2 ,密度 ρ=2500 。

加层钢结构Q235B , 设计强度 f =215MPa ,弹性模量 E =2.06e11 ,泊松比 ν=0.3 ,密度 ρ=7850 。

为防止加层钢结构整体失稳 , 在中间跨添加十字形柱间支撑。

原钢筋混凝土框架及钢结构构件截面见表 1 ,其中Z 、L1 、L2 为原混凝土柱、梁 ,GZ 、GL 、ZC 为加层钢柱 、钢梁 、柱间支撑。

楼面附加恒荷载为1.5kN /m2 ,活荷载为 2kN /m2 ;屋面活荷载为0.5kN /m2 。

每层楼受到一个100kN /m2的集中力荷载。

图1 结构平面布置图 表1 原钢筋混凝土框架及钢结构构件截面二、模型建立1.确定模板参数2.编辑轴网3.定义材料混凝土钢材4.截面定义5.楼板定义6.荷载定义7.约束修改8.截面分配9. 中间跨添加十字形柱间支撑10.添加楼板11.划分楼板12.荷载添加三、运行结果1.轴力最大轴力为11580kN 2.应力最大主应力值在40.1MPa 3.变形4.弯矩杆单元最大3-3弯矩值为384kN m ⋅四、结果检验由于结构复杂,通过最大杆件轴力进行检验。

软件计算最大轴压力为11580.1kN粗算结果为++6 3.66/2++3 3.66/20.56 3.6/20.53 3.6/210068.3kN⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=(21.5100)(21.5100) 考虑粗算计算误差大,两者差异合理,故模型检验合格。

SPA作业

SPA作业

SAP2000作业
作业主要内容:
1、数值算例:一个SAP2000算例,并在文档中介绍其建模和分析的详细过程,
同时给出分析结果的图片(60分);
2、学习心得:关于SAP2000软件的学习体会(30分);
3、文档排版:文档排版符合一般学术论文要求,双栏排版,需有中文题目和摘
要(10分)。

作业要求:
1、提交形式:word文档电子版和纸质打印稿(A4纸),同时提交SAP2000计
算模型(包含计算分析的附加文件(如地震波、反应谱等)),文档和计算模型同时放置于一文件夹中,文件夹以“学号+姓名”的形式命名,作业统一交给班长给我;
2、文档“字数(不计空格)”不少于3000字,其中学习体会不少于1000字;
3、计算模型统一需能够在SAP14.2.4版中运行。

作业评分因素:
1、算例重复率,班级中相同算例越多,该算例得分越少;
2、学习心得重复率,学习心得雷同的,酌情扣分;
3、算例无法在SAP14.2.4版中运行的,算例部分扣10分;
4、排版规范度、文档的顺畅性等均是给分的因素。

《SAP2000结构工程分析》课程教学大纲

《SAP2000结构工程分析》课程教学大纲

《SAP2000结构工程分析》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程编码:U06M111872、课程名称(中/英文):SAP2000结构工程分析Case Study of Structural Engineering using SAP20003、学时/学分:8/0.54、先修课程:结构力学5、开课单位:土木学院6、开课学期:秋7、课程类别:专业选修课程8、课程简介(中/英文):SAP2000是一个集成化的通用结构分析与辅助设计软件,是土木专业学生进行结构分析的一门工具,通过本课程学习,让学生掌握SAP2000基本操作。

利用充足的上机时间与详尽的例题加深学生对结构分析的理解与应用。

SAP2000 is an integrated general structural analysis and auxiliary design software. It is a tool for civil engineering students to conduct structural analysis. Through this course, students will master the basic operation of SAP2000. Use sufficient computer time and detailed examples to deepen students' understanding and application of structural analysis.二、课程教学目标SAP2000来源于SAP,是历史最悠久,也是最负盛名的结构分析软件。

由于SAP2000强大功能,要熟练的掌握软件,做到融会贯通需要花费很多时间。

因此,本课程对在使用SAP2000软件过程中的经验进行总结,以期为高年级学生,结构工程师,从事结构专业的科研人员以及在校研究生提供参考。

三、教学内容及教学要求1.SAP2000建模基础(4)2.SAP2000交互式数据库编辑(4)四、思政育人1.课程思政育人目标:将价值塑造、能力培养和知识传授有机融合,贯穿于课堂教学的各个环节。

sap2000结构分析课程设计

sap2000结构分析课程设计

sap2000结构分析课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握SAP2000结构分析软件的基本功能和操作流程;2. 使学生了解结构分析的基本原理,包括荷载、材料、几何非线性分析等;3. 帮助学生理解结构分析中的关键参数及其对结果的影响。

技能目标:1. 培养学生运用SAP2000进行结构建模、分析及结果解读的能力;2. 提高学生在实际工程案例中,运用结构分析软件解决复杂问题的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达及分析解决问题的综合能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构分析软件的兴趣,激发其探究精神;2. 增强学生的工程意识,使其认识到结构分析在工程领域的重要性;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到科技发展对社会进步的推动作用。

本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合。

课程目标具体、可衡量,旨在帮助学生掌握结构分析的基本知识和技能,提高其在实际工程中的应用能力,同时培养其情感态度和价值观。

课程目标将为后续的教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. SAP2000软件概述:介绍软件的发展历程、主要功能和应用领域,让学生对SAP2000有一个全面的了解。

2. SAP2000基本操作:讲解软件的界面、菜单、工具栏等基本操作方法,以及如何进行模型的建立、修改和查看。

3. 结构分析基本原理:阐述荷载、材料、几何非线性分析等基本概念,以及结构分析中的主要理论和方法。

4. 案例分析与实操:a. 简支梁分析:通过分析简支梁的受力情况,让学生掌握静力分析的基本步骤和方法;b. 框架结构分析:以框架结构为对象,使学生了解荷载组合、材料非线性和几何非线性对结构的影响;c. 高层建筑分析:结合实际工程案例,培养学生运用SAP2000解决复杂结构分析问题的能力。

5. 结果解读与评价:教授如何查看和分析SAP2000的计算结果,以及如何对结果进行评价和优化。

教学内容依据课程目标进行科学性和系统性的组织,与教材紧密关联。

大牛写的SAP2000分析功能

大牛写的SAP2000分析功能

3 时程分析SAP2000提供的非线性动力时程分析方法有两种:1)FNA方法,即快速非线性分析方法;2)直接积分方法。

FNA方法是一种简单而有效的非线性分析方法。

在这种方法中,非线性被作为外部荷载处理,形成考虑非线性荷载并进行修正的模态方程。

该模态方程与结构线性模态方程相似,因此可对模态方程进行类似于线性振型分解处理。

然后基于泰勒级数对解的近似表示,使用精确分段多项式积分对模态方程进行迭代求解。

最后基于前面分析所得到的非线性单元的变形和速度计算非线性力向量,并形成模态力向量,形成下一步迭代新的模态方程并求解。

FNA方法与LDR算法结合使用,可以产生一组LDR向量来精确捕捉这些力的效应。

在FNA 方法中,通过对于一个较小时间步长中力的线性变化处理,可以精确求解简化的模态方程组,且没有引入数值阻尼和使用较大时间步长的积分误差。

使用FNA方法时,计算模型必须是稳定的。

因此程序中,非线性连接单元将同时被赋予非线性属性和使用有效刚度定义的线性属性,保证结构所有工况的稳定性。

在非线性迭代求解期间,这一有效刚度单元中的力将被移到平衡方程的右边。

这些虚拟或有效刚度单元不会把长周期引入基本模型中,因此会改进许多非线性结构求解的精度和收敛速度。

定义非线性连接单元时,要与FNA方法结合起来。

尤其是等效线性属性,包含刚度与阻尼。

例如采用FNA方法作时程分析时,定义隔震器时一定要定义线性刚度,其取值取决于在线性分析尤其是模态分析时隔震器的刚度。

由于隔震器一般作为独立的结构构件,所以其线性刚度不能取为零,否则结构就会出现不稳定或局部振动问题。

而线性阻尼值C的单位为F/V,而非隔震器厂家提供的等效阻尼比,一般将隔震器的线性阻尼值取为零,即忽略其粘滞阻尼效应。

FNA方法是CSI系列产品的默认方法,相对于直接积分方法,求解速度快,且计算稳定。

但需要用户将非线性属性线性化,这个过程需要试算和积累一定的经验。

在SAP2000中,也可对完整运动方程进行直接积分。

sap2000、结构力学求解器以及编程对框架结构的分析对比

sap2000、结构力学求解器以及编程对框架结构的分析对比

sap2000、结构力学求解器以及编程对框架结构的分析对比结构力学大作业2013年12月17日目录1.作业要求 (3)2.前言 (3)3. MATLAB编程计算(此程序只适用于单跨三层框架结构) (4)4.结力求解器计算 (9)4.1 输入结构、加荷载设定EA EI (9)4.2 内力计算 (9)4.3 位移计算 (12)4.4 n值变化的影响 (13)4.4.1 内力 (13)4.4.2 位移 (14)5.SAP2000计算 (17)6.小组分工 (22)1.作业要求矩阵位移法大作业:计算图示结构的内力,已知各杆材料及截面相同。

E=200GPa ,I=32×10-5 m4 ,A=1 ×10-2 m2 .若图示结构梁的抗弯刚度为EI,柱的抗弯刚度为n EI(0<n< ),讨论n的变化对刚架内力和位移的影响。

<="" bdsfid="84" p=""></n<>、2.前言本次作业我们采用下列三种方法进行计算并对比。

1.矩阵位移法编程电算2.结构力学求解器计算3.SAP2000计算经过对几种方法计算结果的对比,MATLAB编程与结力求解器的内力和位移结果可以达到完全吻合(MATLAB只取小数点后四位,与求解器各位均一样),SAP2000与前两者略有差别,原因在于SAP2000的截面定义形式与前两者不同,SAP2000定义的截面为正方形,而取为圆形截面或其他截面也会有微小差别。

3. MATLAB 编程计算(此程序只适用于单跨三层框架结构)%结构力学大作业源程序游小锋h=input('输入上柱高h :');H=input('输入底柱高H :'); L=input('输入单跨度L :'); EIc=input('输入上柱的抗弯刚度EIc :');EAc=input('输入上柱的抗压刚度EAc :');EIb=input('输入梁的抗弯刚度EIb :'); EAb=input('输入梁的抗压刚度EAb :'); EIo=input('输入底柱的抗弯刚度EIo :');EAo=input('输入底柱的抗压刚度EAo :');T1=[1,0,0,0,0,0; 0,1,0,0,0,0; 0,0,1,0,0,0;0,0,0,1,0,0;0,0,0,0,1,0; 0,0,0,0,0,1];%角度为0°的转换矩阵 T2=[0,1,0,0,0,0; -1,0,0,0,0,0; 0,0,1,0,0,0; 0,0,0,0,1,0; 0,0,0,-1,0,0;0,0,0,0,0,1];%角度为90°的转换矩阵 %梁的单元刚度矩阵kb0=[EAb/L 0 0 -EAb/L 0 0;0 12*EIb/(L*L*L) 6*EIb/(L*L) 0 -12*EIb/(L*L*L) 6*EIb/(L*L); 0 6*EIb/(L*L) 4*EIb/L 0 -6*EIb/(L*L) 2*EIb/L; -EAb/L 0 0 EAb/L 0 0;0 -12*EIb/(L*L*L) -6*EIb/(L*L) 0 12*EIb/(L*L*L) -6*EIb/(L*L); 0 6*EIb/(L*L) 2*EIb/L 0 -6*EIb/(L*L) 4*EIb/L]; %上柱的单元刚度矩阵kc0=[EAc/h 0 0 -EAc/h 0 0;0 12*EIc/(h*h*h) 6*EIc/(h*h) 0 -12*EIc/(h*h*h) 6*EIc/(h*h); 0 6*EIc/(h*h) 4*EIc/h 0 -6*EIc/(h*h) 2*EIc/h; -EAc/h 0 0 EAc/h 0 0;0 -12*EIc/(h*h*h) -6*EIc/(h*h) 0 12*EIc/(h*h*h) -6*EIc/(h*h); 06*EIc/(h*h) 2*EIc/h 0 -6*EIc/(h*h) 4*EIc/h;]; %底柱的单元刚度矩阵ko0=[EAo/H 0 0 -EAo/H 0 0;0 12*EIo/(H*H*H) 6*EIo/(H*H) 0 -12*EIo/(H*H*H) 6*EIo/(H*H); 0 6*EIo/(H*H) 4*EIo/H 0 -6*EIo/(H*H) 2*EIo/H; -EAo/H 0 0 EAo/H 0 0;1 2 4 5 6 7 89 3 12 3 4 5 7 6 80 -12*EIo/(H*H*H) -6*EIo/(H*H) 0 12*EIo/(H*H*H) -6*EIo/(H*H);0 6*EIo/(H*H) 2*EIo/H 0 -6*EIo/(H*H) 4*EIo/H];kb=T1'*kb0*T1;%总体坐标下梁的单元刚度矩阵kc=T2'*kc0*T2;%总体坐标下上柱的单元刚度矩阵ko=T2'*ko0*T2;%总体坐标下底柱的单元刚度矩阵K=zeros(24,24); %定义24阶0矩阵K1=zeros(24,24);K2=zeros(24,24);K3=zeros(24,24);K4=zeros(24,24);K5=zeros(24,24);K6=zeros(24,24);K7=zeros(24,24);K8=zeros(24,24);K9=zeros(24,24);K2(7:12,7:12)=kb;K5(13:18,13:18)=kb;K8(19:24,19:24)=kb;K1(1:3,1:3)=ko(1:3,1:3);K1(7:9,7:9)=ko(4:6,4:6);K1(1:3,7:9)=ko(1:3,4:6);K1(7:9,1:3)=ko(4:6,1:3);K3(4:6,4:6)=ko(1:3,1:3);K3(10:12,10:12)=ko(4:6,4:6);K3(4:6,10:12)=ko(1:3,4:6);K3(10:12,4:6)=ko(4:6,1:3);K4(7:9,7:9)=kc(1:3,1:3);K4(13:15,13:15)=kc(4:6,4:6);K4(7:9,13:15)=kc(1:3,4:6);K4(13:15,7:9)=kc(4:6,1:3);K7(13:15,13:15)=kc(1:3,1:3);K7(19:21,19:21)=kc(4:6,4:6);K7(13:15,19:21)=kc(1:3,4:6);K7(19:21,13:15)=kc(4:6,1:3);K6(10:12,10:12)=kc(1:3,1:3);K6(16:18,16:18)=kc(4:6,4:6);K6(10:12,16:18)=kc(1:3,4:6);K6(16:18,10:12)=kc(4:6,1:3);K9(16:18,16:18)=kc(1:3,1:3);K9(22:24,22:24)=kc(4:6,4:6);K9(16:18,22:24)=kc(1:3,4:6);K9(22:24,16:18)=kc(4:6,1:3);K=K1+K2+K3+K4+K5+K6+K7+K8+K9;%总体刚度矩阵P=[90;0;30;0;0;0;60;0;0;0;0;0;80;0;10;0;0;0];KK=K(7:24,7:24);A=KK\P;%结构位移N2=T1*kb*A(1:6,:);N5=T1*kb*A(7:12,:);N8=T1*kb*A(13:18,:);A6=[0;0;0;0;0;0];A6(1:3,:)=A(4:6,:);A6(4:6,:)=A(10:12,:);N6=T1*kc*A6;A9=[0;0;0;0;0;0];A9(1:3,:)=A(10:12,:);A9(4:6,:)=A(16:18,:); N9=T1*kc*A9;A4=[0;0;0;0;0;0];A4(1:3,:)=A(1:3,:);A4(4:6,:)=A(7:9,:);N4=[30;0;10;30;0;-10]+T1*kc*A4;A7=[0;0;0;0;0;0];A7(1:3,:)=A(7:9,:);A7(4:6,:)=A(13:15,:);N7=[-30;0;10;-30;0;-10]+T1*kc*A7;A3=[0;0;0;0;0;0]; A3(4:6,:)=A(4:6,:); N3=T1*ko*A3;A1=[0;0;0;0;0;0]; A1(4:6,:)=A(1:3,:); N1=[60;0;40;60;0;-40]+T1*ko*A1; fprintf('单元1的两端内力是%f\n'); disp(N1);fprintf('单元2的两端内力是%f\n') disp(N2);fprintf('单元3的两端内力是%f\n') disp(N3)fprintf('单元4的两端内力是%f\n') disp(N4);fprintf('单元5的两端内力是%f\n') disp(N5);fprintf('单元6的两端内力是%f\n') disp(N6);fprintf('单元7的两端内力是%f\n') disp(N7);fprintf('单元8的两端内力是%f\n') disp(N8);fprintf('单元9的两端内力是%f\n') disp(N9);fprintf('各节点位移是%f\n')disp(A);手动输入:输入上柱高h:2输入底柱高H:4输入单跨度L:4输入上柱的抗弯刚度EIc:64000输入上柱的抗压刚度EAc:200000输入梁的抗弯刚度EIb:64000输入梁的抗压刚度EAb:2000000 输入底柱的抗弯刚度EIo:64000。

西南交通大学结构工程高等动力学作业

西南交通大学结构工程高等动力学作业

结构分析高等计算机方法上机报告(ANSYS与SAP2000)班级:姓名:学号:2011年12月题目1.图示8层框架—剪力墙结构底层框架强度为C30(E=27/100.3m kN ⨯),其余楼层框架及剪力墙皆为C20(E=27/1055.2m kN ⨯),框架截面为0.2m ×0.6m ,柱截面0.5m ×0.5m,墙厚为0.15m 。

各层横向总的水平地震作用力由底层开始,依次为:119kN ,184kN ,263kN ,342kN ,420kN ,500kN ,578kN ,438kN ,比较(1)无剪力墙时;(2)有剪力墙;(3)有四片剪力墙时位移。

图1 平面布置图采用SAP2000进行建模,首先建立纯框架模型,建立底层框架柱(DZ)强度C30,其余层框架柱(Z )强度C20,底层框架梁(DL )强度C30,其余梁(L )强度C20。

将每一层总力平均分配到7榀框架上,并进行计算。

经计算分析,得最终弯矩图与位移图如下图所示。

因本框架每一榀框架所受力大小相等,方向相同,且并未考虑楼板对中间框架刚度贡献与两端框架约束减图2 框架布置图 少,所得弯矩图数值大小、形状均相差不大。

其顶部位移如下表所示:图3 顶层节点编号表1 框架结构顶层节点位移表其A 、D 轴框架弯矩图如下:图4 (1)条件下A 轴框架弯矩图从计算分析结果可以看出,每榀弯矩图近似一致,其A 轴顶层柱端弯矩从左至右依次为-41.85 kN ·m ,74.50 kN ·m ,-41.76 kN ·m ;其D 轴顶层柱端弯矩从左至右依次为-41.85 kN ·m ,74.50 kN ·m ,-41.76 kN ·m 。

图5 (1)条件下D 轴框架弯矩图只有①②号剪力墙而其余条件不变时,对结构进行分析,剪力墙结构采用C20混凝土,在相同的侧向力作用下,可得到如下图的框架弯矩图与顶层结构的位仪表:表2 两片剪力墙下顶层楼节点位移表2片剪力墙条件下A、D轴弯矩图:图6 (2)条件下A轴弯矩图图7 (2)条件下D 轴弯矩图从SAP2000计算结果可以看出,在 X 方向增加两片剪力墙时,其弯矩图稍有变化,每榀框架弯矩图变化不大,由图可知A 轴顶层柱端弯矩从左至右依次为-41.54 kN ·m ,74.39 kN ·m ,-42.25 kN ·m ;D 轴顶层柱端弯矩从左至右依次为-40.96 kN ·m ,74.33kN ·m ,-41.66 kN ·m 。

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