SAP84经验操作手册(CH)

SAP84操作手册

1 工程算例

PlanIn是地下结构专业最常用的模块，这里主要介绍PlanIn的使用方法。如果欲掌握建立空间模型的基本方法，可学习GIS帮助中建立半球壳的例子。

1.1 问题描述

图2.1 结构横断面图图2.2 永久荷载图

图2.3 可变荷载图

2.2 计算步骤

根据已知条件，建立平面模型，计算该结构的内力和位移。计算步骤如下：

1）、启动软件，点击“文件”“新建”“保存”，文件名只可以英文字母命名，否则会导致计算错误，无法运行。

点击“参数”“选取单位制”，选择“kN、m”，点击确定。

点击“参数”“选项设置”，确认选择了“考虑材料引起的自重”一项。取消勾选“自动拆分单元”一项。另外荷载显示比例可以调整为0.3-0.5.

2）、设置构件材料和截面

点击“参数”“管理材料库”“添加材料”，输入“C30”，“混凝土强度等级”中显示“30”，其余参数不需输入，软件将自动赋值。依次添加其他材料，注意模拟压杆的重量均设为零，材料等级也应与其他区分开。

点击“参数”“管理普通截面库”“添加截面”，输入“底板”，在“截面参数”中输入截面高（1.3）和截面宽（1.0）的数值，屏幕如图2.6所示。如此方法生成顶板（截面高 1.2和截面宽1.0）、中板（截面高0.6和截面宽1.0）和侧墙（截面高0.8和截面宽1.0）的截面尺寸。

3）、生成节点和单元，建立几何模型

点击“几何”“绝对坐标生成节点”，输入0,0节点坐标，生成节点1。点击“显示”“显示选项”，选中“节点号”一项，屏幕显示出节点编号。

点击“几何”“梁柱生成”，（此时应注意构件对应的材料和截面尺寸是否正确）用鼠标连续选择节点1，在屏幕下方的命令栏中输入“@”，然后输入相对坐标，形成梁柱单元。点取梁柱单元，右键出现命令选择“平移拷贝所选对象”，捕捉两个节点，在出现的对话框中输入要拷贝的份数，生成车站结构的底板。如此方法生成侧墙、顶板和中板，完整的车站结构。

注意：地下连续墙与侧墙需要通过设置只能受压，两端铰接的压杆来模拟两者之间力的传递。在“属性”里进行拉压杆的定义。

4）、检查各构件尺寸和材料

点击“属性”“梁柱材料”，选择所有的梁柱单元，选中的单元会改变颜色。单击鼠标右键，选择“应用选择对象”，所有单元被赋予了材料属性。

点击“属性”“梁柱截面”，确认截面参数显示为“底板”，选中所有底板单元。单击鼠标右键，选择“应用选择对象”，所有底板单元被赋予了截面属性。如此方法将截面属性分别赋予给顶板、中板和侧墙单元。

5）、施加结构荷载，建立荷载工况，设置荷载组合

点击“荷载”“梁柱荷载”“改变荷载参数”，选中“以插值的方式确定梁柱荷载”。注意选择“荷载作用方向”（力向上为Z(1)，向下为Z(-1)，向左为Y(-1)，向右为Y(1)），选择输入插值点1（-66）和插值点2（-66）的“荷载线密度值”，点击“退出然后捕捉2个插值点”，选择两个节点，再选择两个节点之间的所有单元。单击鼠标右键，选择“应用选择对象”，选中单元被施加了相应荷载。如此方法施加中其他荷载。

此时应注意“荷载种类”的问题，输入荷载是先确定属于哪个荷载种类。结构构件自重包含在荷载种类1中，因此荷载均可设为荷载种类1，如土压力（顶板覆土重（按饱和重度20算）、侧墙土压力（按有效重度10计算，考虑k，底板以下的地下连续墙的侧土压力按均值考虑）），水压力（作用于侧墙，按10计算，不考虑k）、水浮力（作用于底板，按10计算）；荷载种类2则为活荷载，活荷载包括设备荷载（一般为8，单层不考虑，双层是水平中隔板考虑）、人群荷载（一般为4，单层不考虑，双层是水平中隔板考虑）、地面超载（作用于顶板，一般按20考虑）和地面超载侧压力（作用于侧墙，一般按20*k考虑）6）、荷载全部输入后，点击“荷载”，“荷载组合”

1、承载能力极限状态（基本组合）：

（1）“内力组合”“添加”，“+”，“工况号”中输入“1”，“荷载系数”中输入“1.1*1.35=1.485”。“+”，“工况号”中输入“2”，“荷载系数”中输入“1.1*0.7*1.4=1.1”，点击“确定”

（2）“添加”，“+”，“工况号”中输入“1”，“荷载系数”中输入“1.1*1.2=1.32”。“+”，“工况号”中输入“2”，“荷载系数”中输入“1.1*1.4=1.54”，点击“确定”。点击“确定”。

2、正常使用极限状态（标准组合）：

（1）“添加”，“+”，“工况号”中输入“1”，“荷载系数”中输入“1.0”。“+”，“工况号”中输入“2”，“荷载系数”中输入“1.0”，点击“确定”。点击“确定”

7）、施加结构约束条件

点击“属性”“节点”，“节点接地弹簧”，选择弹簧作用方向（向上为Z(-1)，向下为Z(1)，向左为Y(-1)，向右为Y(1)，在“弹簧刚度”中输入“基床系数（Mpa/m）*单元长度（单位为mm）”，底板选择弹簧“只能受压”，并注意底板两端节点的弹簧刚度应为（侧墙厚度的一半+单元长度的一半再乘以竖向基床系数，对内力弯矩结果有1%左右的影响），地下连续

墙在底板以下部分选择弹簧“能受拉压”，且底板以下第一个节点的水平弹簧刚度为总刚度的1/3，第二个节点为2/3，其他为总刚度，最下的那个节点的单元长度只有一半，因此水平刚度为总刚度的一半，竖向弹簧刚度为侧墙厚度乘以竖向基床系数，用鼠标选择构件两端的节点，点击右键，选择“应用选择对象”，节点处显示设置了弹簧。如此方法设置其它节点处的弹簧。因地下连续墙外侧土均转化为荷载，故外侧不设置弹簧，底板一下部分的地下连续墙内侧有土约束，故弹簧均设置在内侧。

8）、检查数据和删除无用数据

点击“文件”，“数据检查”，软件警告“结构在UY UZ方向的自由度没有约束”，由于设置了弹簧，结构是静定的，点击“确定”，忽略软件警告。点击“文件”，“删除无用数据”，软件显示“完成无用信息的删除”。点击“编辑”，“节点自动合并”，避免出现有偏差的节点引起数据突变。

9）、计算和结果查看

点击“分析与结果”，“计算与分析”，出现“SAP84分析选项对话框”，选择“确定”，软件开始计算。计算完毕后，“一维单元的内力图”，选择“1-2平面内的弯矩”，点击“确定”，屏幕显示结构在荷载组合1作用下的1-2平面内的弯矩图，如图2.11所示。如此方法，能够得到荷载组合1作用下结构的轴力图和剪力图和荷载组合2作用下的结构内力图。得到结构内力图即可对结构截面进行验算和配筋。

10）、配筋计算及施工图绘制

一般采用理正工具箱或MorGain软件进行计算，

受力钢筋的配筋直径范围一般为20-32，分布筋一般采用18、20、22，按单层配筋率0.15%控制。

侧墙和底板内侧受力钢筋最小配筋率按0.25%控制。

侧墙和底板外侧受力钢筋一般都是裂缝控制配筋。按理正工具箱中的梁裂缝计算模块验算配筋，弯矩取准永久组合的弯矩。

主筋间距常用150，可附加150或300的加强钢筋。

保护层厚度，迎土或水面为50，内侧为40；

裂缝控制宽度：迎土或水面为0.2mm，内侧为0.3mm；

模型计算显示错误时，采用增加角点的弹簧或改变角点的弹簧受拉压情况，组合有竖向压、竖向压+水平压，竖向压+水平拉压，水平拉压四种，不同的弹簧设置情况对计算结果影响不大。