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非线性阶段施工(Nonlinear Staged Construction):施加不考虑动力
效应的荷载,同时将添加或移除结构的一部分。可以包括时间效应,如
徐变、收缩和龄期
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SAP2000 讲义
4、SAP2000 结构分析的基本步骤
1.确定计算简图 2.选择计算量纲(即单位) 3.建立几何计算模型 4.定义单元的材料特性
时程(Time-History):施加随时间变化的荷载 屈曲(Buckling):在荷载作用下屈曲形态的计算。 超静定(Hyperstatic):由预应力和其他自平衡荷载产生的二次力 的计算。
移动荷载(Moving Load):结构上车辆荷载沿车道移动最不利响应 的计算。
稳态(Steady State):在一个或多个频率上施加简谐变化的荷载。 需要稳态函数。
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1、SAP2000 介绍 SAP2000是由美国CSI (Computers and Structures Inc )公司开发研制的通用结构分析与设 计软件。SAP2000已经由近40年的发展历史,是美国乃至全球公认的结构分析软件,在世界范 围内广泛应用 SAP2000分析计算功能十分强大,它几乎包括所有结构工程领域内的最新结构分析功能, 四十多年的发展,使得SAP2000积累了丰富的结构计算分析经验,从静力动力计算,到线 性非线性分析;从P-dert效应到施工顺序加载等,都能运用自如,为工程师提供最可靠的 计算分析结果 从CCTV新楼,到奥运工程的“水立方”、“鸟巢”等一大批国家重点项目都凝聚和体现 了SAP2000的强大分析技术,SAP2000中文版将继续为我们发挥重要作用
所有坐标系是三维右手直角 (笛卡尔)坐标系。相对于 整体坐标系,向量矢积用来定 义局部和其它坐标系。
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5.1 整体坐标系
整体坐标系是三维右手直角坐标系。三个轴,标记为X、 Y、Z,相互垂直并满足右手准则
SAP2000 总是假定Z 轴垂直,+Z 向上
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5、SAP2000 坐标系
坐标系的作用:每个结构可以使用不同的坐标系描述点的位置、荷载、位 移、内力和应力的方向。
模型中只有一个整体坐标系;但有多个局部坐标系,例如,模型的中的结点、 单元、约束有自己的局部坐标系。所有局部坐标系坐标系是相对于整体坐标系 来定义的。
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2、应用SAP2000需要了解的基本知识
作为一名施工技术人员,要很好的使用结构有限元分析软件,对结构力学, 材料力学的基本知识要有一定的基础,了解力学计算常涉及的惯性矩、抵 抗矩,回转半径、长细比等,了解常用材料的力学性能如弹性模量、剪切 模量、质量、强度(标准强度、设计强度)等,还需要了解SAP2000中文 版包含的中国规范:
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3、SAP2000主要结构分析类型
从最广泛的意义上,分析类型可以划分为线性和非线性,这依赖于结构对 荷载的响应方式。线性分析的结果可以进行叠加,即可以在分析之后 相加。线性分析的类型有:
静力(Static):最常见的分析类型,荷载施加不包括动力效应。 模态(Modal):用特征值方法或Ritz向量法计算结构动力模态。 反应谱(Response-Spectrum):用静力方法计算由加速度荷载引起 的响应。需要反应谱函数。
节点局部坐标系1-2-3 通常和整体坐标系X-Y-Z 一致。
对框架、面(壳、板、轴对称)、连接/支座单元,单元的一个 局部坐标轴是由单元几何形状所确定。可以指定一个参考向 量一个旋转角度定义其余两个轴的方向。特例是一个节点或 一个无长度的连接单元,这时需要指定局部坐标轴1。
5.定义单元截面特性 6.定义结构荷载工况。 7.定义结构分析类型。
8.选定约束结点,指定约束类型 9.选定单元指定单元截面组名 10.选定单元施加单元荷载(非结点荷载)
11.选定结点,施加结点荷载(或支座位移)
12.结构分析,求结点位移。 设置结构类型及相应的结点自由度 ,运行程序
13.显示计算结果。 显示结构变形: 显示结点反力: 显示单元内力:
功率谱密度(Power Spectral Density):按照荷载在频率范围内的概 率分布施加简谐变化的荷载,确定期望的响应值。
非线性分析的结果一般不能进行叠加。所有共同作用于结构的荷载 应该直接在分析工况中进行组合。非线性分析工况可以链接起来以 实现复杂的加载次序。非线性分析的类型有: 静力非线性(Nonlinear Static):荷载施加没有动力效应。可用来进行 Pushover分析。
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5.2 局部坐标系
结构模型的每部分(节点、单元、约束)都有自己的局部坐标 系用来定义属性、荷载、响应。
局部坐标系的轴用1、2、3 表示。通常,局部坐标系从节点到节 点、单元到单元、约束到约束都可以不同。
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5.3 坐标系说明
局部坐标系没有一个首选的向上方向。相对整体坐标系,向上的 +Z 方向用来定义默认的节点和单元的局部坐标系。
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目录
1、SAP2000 介绍 2、应用SAP2000需要了解的基本知识 3、SAP2000主要结构分析类型 4、SAP2000 结构分析的基本步骤 5、SAP2000 坐标系 6、SAP2000 材料定义 7、SAP2000 单元类型 8、SAP2000 单元定义 9、SAP2000 建模() 10、SAP2000施加边界条件 11、SAP2000荷载工况及加载 12、SAP2000 选择分析类型及分析 13、SAP2000 结果查询及钢结构验算 14、SAP2000 例题
《建筑荷载规范》(GB 50009-2001) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
SAP2000作为结构分析软件工具,它的计算结果准确性依赖于你对结构 的理解,计算模型对结构模拟方式的合理性及准确性,计算结果需要你的 经验加以正确判断,它不只包括设计上的,还包括施工上的