SAP2000教程
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输出内容含输入,分析及设计资料的可列印格式,可显示并可设定输出格式,影像输出于显示视窗,动能力时变形的Video输出。
●绘制(Drawing)
用于增加新杆件(Object)至模型内修改杆件,杆件含Frame单元,Shell单元及节点。
须按位于浮动工具列上的个按钮的一,进入“绘制模型”后方可绘制。相同的六个绘制功能也可由DRAW功能表选择。其操作如下:
·设定Shell单元的断面性质,局部坐标系,及荷载。
·设定节点的类型值以定义温度及压力荷载。
·设定杆件的群组名以利于“选择”的操作。
●定义(Defining)
建立杆件的性质,非属几何形状的模型,包含:
·材料性质
·Frame及Shell的断面性质
·静荷载情形
·温度及压力荷载的节点类型
●网络线
网格为一组平行坐标轴线的“建造”线,形成“骨架”帮助结构模型的建立。可于各方向依不同的间距定义任何条网格线。开始新模型时必须定义等距的网格,的后可增加,移动或消去网格线。
绘制(Drawing)操作时,内定为“跳”至网格变点,除非将此功能关闭,此功能使建立模型时能够较精确。移动网格线时可指定其上的结点是否随着移动。
●设定(Assigning)
将选取的一个或数个杆件设定性质及荷载。设定指令可由Assing功能表中选出。含:
·设定节点的约束(Restraint),强制(Constraint),弹簧,质量,局部坐标系及荷载。
·设定Frame单元的断面性质,局部坐标系,端部解除约束(Releases),端部刚域(Off-set),输出位置,及荷载。
选项包括是否要显现特定的单元类型及要显现单元的何种特性,如单元编号,性质编号,断面尺寸及局部坐标轴。
重要的选项的一为退缩单元影像(Shrunken-element view),此选项令单元从结点上退缩,可清楚了解单元的连接模型。
●其他选项
可将网络线及整体坐标轴打开或关闭。可自取名称储存影像显示变数,并可于任何显示视窗呼叫出加以运用。
●图形显示
每一个显示视窗皆可选定不同类型的图形显示。每一个视窗也可有独自的原点及显示选项。
模型的有效显示含未变形的几何形状。荷载及使用于压力及温度的节点类型。分析结构的图形显示含静荷载变形,振能模型,Frame单元内力与弯矩图Shell单元内力,弯矩图与应力等高线图。变形及振能可为动能。
●2D及3D影像
2D影像显示平行于坐标平面:X-Y,X-Z及Y-Z的单一平面。仅位于该平面的杆件才看得见,可随时变更该平面的面外(out-of-plane)坐标。
3D影像从使用者选定的有利位置显示全模型。可视的特件不限于单一平面。视点方向由位于水平的角度及和水平面所成角度来定义。
●透视
以鼠标右键按一下节点或单元将显示详细的分析结果。
●表格显示
于特殊文字视窗上每一次可显示一节点或单元的详细分析结果。从Display功能表或浮动工具列上选取Output Tables模型后,每次以鼠标右键按一下节点或单元时将显现结果。显现于文字视窗者皆可列印。
另外,于File功能表选取Print Tables或Print Output Tables后,将可列印或显示选定节点及单元的表列资讯,如未选择节点或单元将输出整体模型的表列资料。此时能即时未进入Output Tables模型也可随时执行。
分析前可先由Analyze功能表设定分析选项,选项内容含:
·分析时的有效自由度
·分析模型参数
·P-Delta分析参数
·写入输出文件的分析结果
·使用的RAM容量
执行分析可从Analyze功能表选择Run,或按下主工具列的Run钮。
程序将模型存为SAP2000资料库文件后,再检核及分析此模型。检核及分析过程中,分析引擎产生的讯息显现于监看视窗上。当分析完成后,可使用倦轴再现分析讯息,或按下OK钮则开闭监看视窗。
SAP2000入门
●图形介面
SAP2000图形介面(GUI)用于建立模型,分析,设计及显示结构状况。
●结构模型
以如下的内容描述结构物
·材料性质
·梁、柱或桁架杆件的FRAME单元
·墙、楼板或其他薄板的SHELL单元
·表示单元接合处的JOINTS
·支承JOINTS的约束(RESTRINTS)及弹簧(SPRINGS)
依照不同设计规范的需求检核钢骨或混凝土构架的单元。设计须于结构分析后才可执行。
钢骨构架单元可自动由使用者设定的一组断面内找出最小重量断面,该结构将被重新分析再作设计检核。
混凝土构架单元选择的规范自动计算出纵向主筋及剪力的断面积,不须再分析。
可图形输出应力比及设计参数。以鼠标右键按一下单-Frame单元可得表列设计资讯。另外,从File功能表选Print Design Table时,可列印或显现选定单元的表列设计资讯。
“绘制模型”与“选择模型”互有独占性,所以当程序处于“绘制模型”时无法作其它的操作。
●选择(SLECTING)
用于选择那些杆件将作下一步动作。
SAP2000采用“对象-动作”的观念,首先作选择再对这些杆件作某些操作,因此要作另外的操作前必须再选对象,例如编辑(Editing),设定(Assignment),列印及显示等操作。
已存在的模型可为,利用SAP2000图形介面所建,跟据SAP90或SAP2000格式的分析文字文件,以及由AutoCAD或其它程序所产生的DXF文件(仅含几何图形)。
模型可储存为标准SAP2000资料库(database)文件(SDB附加名),或其几何形状可储存为DXF文件用于AutoCAD或其它程序。
分析进行中SAP2000的其他操作皆无效,且于屏幕上显现于监看视窗。此时可执行Windows上的其他程序。若执行一个非常大的模型可能花费很多时间时可选择Analyze功能表的Run Minimized(最小化)代替Run。
●显示(Displaying)
用于检视模型及分析结果,图形显示,表格显示及函数图。大部分的显示类型皆可由Display功能表中选出。一部分也可由浮动工具列进入。
放大缩小可依内定的增量,也可利用鼠标的拖曳选定结构物的局部加以放大。移图允许于显示视窗内,以按着鼠标左键移动作结构物的动态性移动。
可设定X,Y,Z的最大最小坐标。指定ห้องสมุดไป่ตู้示于视窗的结构物范围,移图,放大缩小仅对此范围的结构物有效。
●单元显示选项
可设定不同的选项,此将影声出现于显示视窗的结点与单元。此选项仅对未变形的模型有效。针对不同的构才类型有不同的选项。
●函数图(Function Plots)
函数图为一变数与另一变数关系图。包含反应谱曲线及应时轨迹,两者皆为应时分析的结果。函数图显示于特定的绘图视窗也可列印。
显现反应谱曲线前,要先选定一个或数个有兴趣的节点。显现时轨迹前,要先选定一个或数个有兴趣的节点或单元。
●设计(Designing)
·荷载含自重、温度、地震及其他
·经SAP2000分析后,亦可显示荷载导致的位移、应力及反力
图形介面提供多种有效工具去建立结构模型,甚至可利用内定基本模型及最佳设计去修正模型。
●坐标系统
所有位置的定义皆使用单一整体坐标系。此为三次元,右手定则的直角坐标系。三轴为X、Y、Z。
结构模型的各成份(JOINT,FRAME单元,SHELL单元等)皆依各自的局部坐标系去定义性质,荷载及反应值。局部坐标的三轴为1,2及3。
于“选择模型”中,鼠标左键用于选择杆件,鼠标右键用于质间杆件的性质。“绘制模型”与“选择模型”互有独占性,所以当程序处于“选择模型”时无法作其它操作。
●编辑(Editing)
编辑用于修改模型。大部分的编辑作用选定的一个或数个杆件。编辑指令可由Edit功能表中选出。含:
·剪下(Cutting)或复制(copying)选定杆件的几何资讯至Windows的剪贴簿。位于剪贴簿上的几何资讯可由其它程序编辑,如Spreadsheets。
●浮动工具列
提供变更模型的快速指令,所有功能皆包含于功能列上。
浮动工具列可利用鼠标左键移动或变形。
●显示视窗
显示视窗显示模型的几何形状,亦可包括单元性质,荷载,分析结果。并可同时显示四个视窗。
各视窗有独自的视点,显示类型,显示选项。例如未变形模型显示于1个视窗荷载另1个视窗,动能变形于第3视窗,设计应力比于第4视窗。也可以为四种不同类型的未变形模型或其他,一个平面,两向立面及一个透视。
·杆件群组
·反映谱函数及分析
·压时函数及分析
·荷载组合
定义这些性质时使用Define功能表且不须预先选定杆件。
前五个性质可设定至选取的杆件。也可于进入设定功能表作设定操作时再定义。
最后三项目作用于整体模型,不须设定至任何杆件。
●分析(Analyzing)
当建立一个完整的结构模型后。可使用上述的功能去分析该模型以得到位移应力及反力。
·移动式变更有的杆件
·增加新节点
·以选定其端点增加新Frame单元
·以选定其角隅位置增加新Shell单元
·以选定钢或空间增加新Frame单元
·以选定网格空间增加新Shell单元
新节点可自动产生于Frame单元的端部或Shell单元的角隅位置。重复的节点或单元程序会自动删除。
于建立或显示结构模型时尚可另建补助坐标系统。
●主视窗
含完整的图形介面。利用Windows的操作此视窗可移动,改变尺寸,最大最小化或关闭。主标题位于主视窗的顶部,显示程序名及模型名。
●功能列
位于功能列的功能含SAP2000所提供的大部分功能。
●主工具列
提供快速操作功能,特别是有关显示的操作,大部分功能皆可由功能列上执行。
●基本操作
了解基本操作有助于SAP2000的使用。较详尽的解说可参照下章的演练或线上说明。
●文件(FILE)操作
文件操作可由文件功能表中选出,主要使用于
·开始新模型(model)
·载入已存在的模型以便显示或修正
·储存作业中的模型
·输出解析及设计结果
新模型可由网格开始逐步建立或利用程序提供的预设模型。
每次仅有一显示视窗“可动作(Active)”,浏览及显示操作仅于目前可动作视窗有效,可按一下标题列或视窗范围内使该视窗变为可活动。
●状态列
显示目前的状态讯息,可显示或改变使用单位的选择清单方块及现在游标位置,当显示变形或振态时的动能控制钮。
●浏览选项
可于各显示视窗设定浏览选项,此将影响结构物以何种形式显示于视窗上。此选项可由主工具列的VIEW指令执行。不同浏览选项可作用于不同显示视窗。
须按位于浮动工具列上的选择钮,进入“选择模型”从后可选择。选择Slect或Display功能列上任何动作时,都会使程序进入“选择模型”。
许多不同类型的选择皆有效,含:
·选择独立杆件
·于杆件的周围 视窗
· 线与杆件交叉
·指定特定的平面
·选择具相同性质的杆件
·尚有其他
3D影像可显示从透视至正投影的间。通常三向度面外模型者以透视影像显示较易辩识。若于2D影像选择透视显示,影像将变成3D,直至关闭透视时才回复。
亦可设定视角,其将定义有多接近结构物,角度愈大愈接近,但显示的结构物也更扭曲。
●移图,放大缩小,及最大最小范围
可放大(zoom-in)影像检视更细节的处,或缩小(zoom-out)影像显示更多的结构物。
·从剪贴簿将杆件的几何资讯贴上模型。此资讯为先前剪下或复制并可能经Spreadsheets程序编辑过者。
·从预设模组加入模型。
·删除杆件。
·移动节点,同时修正与其连结的杆件。
·以线性或圆弧性复制杆件。
·将Frame及Shell构件细分。
·其他
增加及贴上模型不需选择杆件,并可于Draw及Select模型先操作。其他操作须先选定杆件。
于“绘制模型”中,鼠标左键用于绘制或编辑杆件,鼠标右键用语質间杆件的性质。
游标将“跳”到最近的节点及网格线交点(除非开闭此功能)。也可设定“跳”至Frame单元及Shell单元的边。
于3D影像中无法真正知道游标位置,例如网格线及既有节点。2D影像时因第三向(面外)已知,所以可知游标的位置。