sap2000常见问题

几何性质及截面劲度

作用6种几何性质再加上材料性质以形成截面劲度，这些为： · 横截面积，a.截面的轴向劲度以a.el计算。 · 惯性矩i33,沿第3轴用于1-2平面的挠曲，惯性矩i22沿第3轴，用于1-3平 面的挠曲，截面应对的挠曲劲度为i33· el及i22· el。 · 扭转常数,j,截面的扭转劲度为j· gl2。 注：扭转常数与极惯性矩不同，除非是图形截面。 · 剪截面积as2及as3。对应于1-2及1-3平面的正向剪力，截面的正向剪 力劲度为as2· gl2及As3· gl2。标准截面的剪截面积的计算公式如图2。 设计a,j,i33或i22为0时，将使对应的截面劲度为0。例如：桁架单元可模 拟为j=i33=i22=0，而位于1-2平面的FRAME单元可模拟成j=i22=0。 设定as21及as3为0时将使对应的正向剪力变形为0。事实上零剪截面积 被解释成具无限大劲度，如果对应的挠曲劲度为0时正向剪力劲度将被 忽视。
截面性质资料库文件



几何截面性质可由一个或多个截面性质资料库 文件取得。SAP2000提供3个资料库文件。 · AISC.PRO：美国钢铁工业协会（AISC）形 状 · CISC.PRO：加拿大钢铁工业协会（CISC） 形状 · SECTIONSHale Waihona Puke BaiduPRO:AISC.PRO的复制文件
刚性域



FRAME单元被模拟成连结于点（节点）的线性单元。但是事实 上结构单元具有截面尺寸。当两单元，例如梁和柱，相交于一节 点时横截面会有重叠的部份。许多结构物其单元的尺寸很大，以 致于重叠的长度对连接单元的总长而言具有相当大的量。 对第一单元可使用两变数ioff及joff去定义对应I及J端的两刚性域。 刚性域ioff为该单元与另一连接单元于I端重叠的长度。其为该单 元从节点到支承面的距离，相同的定义j节点有 joff的刚域。参照 图4。 刚域可由SAP2000图形自重计算，依与该单元交于共通节点各 单元的最大截面尺寸计算。

二、设计方面

1、SAP2000中文版都贯入了哪些设计规范？ chiness2002包含的中国规范主要有： 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002， J186-2002） 《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）等。
整体坐标系



整体坐标系为3D，右手则的直角坐标系。有3轴各定 为X-Y及Z，其相互垂直并满足右手则。整体坐标系位 置及原点为任意的。 于整体坐标系的位置可以变数x,y,z表示。位于整体坐 标的向量可用两点的位置，一对角度，或以坐标方向 来表示。坐标方向利用+X，+Y及+Z的值。例如+X定 义一向量平行并沿正X轴方向。此符号为必须的。 模型的其他坐标系的定义皆依赖整体坐标系。
局部坐标系



结构模型的第一部分（节点，单元或约束）皆使用其局部坐标去 定义性质，荷载及反应。局部坐标系轴以1，2，3表示。通常局 部坐标系从节点到节点，单元到单元及约束到约束皆可不相同。 局部坐标系无朝上方向，但是节点及单元局部坐标系的定义依照 整体向上+Z方向。 节点局部1-2-3坐标系通常与整体X-Y-Z坐标相同。 关于Frame及Shell单元，单元的局部1轴定义个别单元的几何尺 寸，可利用单一转角定义其余两轴。 刚隔板约束的局部坐标系，通常自动由几何形状或约束的质量分 布而决定。程序也提供选项，可定义刚隔板约束的平面，其余两 轴自动定义。
Frame单元

Frame单元使用于一般性3-D梁-柱公式，包含双轴弯矩，扭转，轴向变 形及双向剪力变形的效应。 可用此单元模拟的结构物含： · 三维构架 · 三维桁架 · 平面构架 · 平面格子梁 · 平面桁架 Frame单元模拟成一直线连结两节点。每一单元有自身的坐标系，用以 定义截面性质，荷载以及输出。 每一Frame单元可考虑自重，复数集中荷载及分布荷载。 可考虑梁柱接头处的刚性域，也可依不同固定条件去模拟端部的固定度。 每一单元的内力输出点为两端点处，及使用者定义沿单元长度方向的等 距输出位置。
Sap2000进阶介绍
坐标系统


坐标系统用于叙述结构模型不同部份的位置及定义荷 载，位移，内力及应力方向。 模型内所有坐标系统的定义皆使用单一整体X-Y-Z坐 标系统。模型的各部分（节点，单元，或约束）则有 其自身的局部1-2-3坐标系。另外，也可自定任意的坐 标系去定义位置及方向。所有坐标系为3-D，右手则 的直角坐标系。 SAP2000假定Z轴为垂直轴，+Z为向上。此朝上方向 用来帮助定义局部坐标系，虽然局部坐标系本身并无 朝上的方向

Figure6 Examples of the Definition of Concentrated Span Loads
荷载长度

荷载可作用单元长度的全部或部份。复数荷载可作用 至单一单元。荷载长度可重叠，那将使作用荷载叠架。 荷载长度的定义可依以下的任一种方法： · 定义两相对距离，rad及rdb，从节点i量测。其必须满 足0≦rad<rdb≦1。此相对距离为单元长度的系数。 · 定义从节点i量测的两绝对距离da及db。其必须满足 0≦da<db≦L，此处L为单元长度。 · 不定义距离，表示单元的总长。
自由度


Frame单元的两端节点通常各有6个自由度。 但如单元不提供挠曲劲度或节点未作用弯矩时，则3 个旋转自由度变为不活动。这有可能为如下的任何一 种情形： · 端部的刚域为0，且几何截面性质j,i33及i22皆为0（a 非为0,as2及as3为任意）或 · 端部的刚域为0，端部的弯曲转角R2及R3皆解除，扭 转角R1也两端皆解除。当上述条件用于两端时，单元 即具桁架行为。

5、编辑菜单下的“分割面”和指定菜单下“面对象剖 分选项”有什么区别？什么情况下要设定面对象剖分？ “分割面”是把一个面对象分割为若干更小的面对象， 可以再对其中某个面对象进行编辑（比如开洞、施加荷 载等等）。“面对象剖分”是对面对象的有限元划分， 形成有限元分析的单元和节点。对于膜属性的单元可以 自动根据梁、墙位置进行剖分。对于壳和板，需要人工 设定剖分。 6、从Autocad导入SAP2000注意的问题 （1）在SAP2000中输入曲线构件，可以用一段段短线组 成，分的足够多，就达到曲线的效果。方法：画曲线， 用内接正多边形逼近。 （2）在cad中绘图时，不能把图素放在0图层。 （3）导入DXF文件，请注意用line绘制直线模拟弧线轴 线，不能使用Polyline命令。 （4）在CAD中画图应该定义一个画图的原点，这个原点 要与CAD中的（0，0，0）重合，这样导入到SAP中时图 形原点才会在SAP中的原点。

(1) 无支撑长度比(主)/ 无支撑长度比(次，LT 此项功能主要是用于钢梁设计。 由于钢梁强轴(major axis) 受弯时，一侧的翼板受压，另一侧受拉。受压侧的翼板可能 发生LTB(Lateral torsional buckling)，故有必要将其束制， 降低钢梁此类破坏。程序所提及的minor LTB指的就是计算钢 梁强度时的侧向无支撑长度系数，计算侧向无支撑长度时， 是以杆件全长为基准，再乘以LTB系数。） 至于LTB系数的大小取值必须视钢梁受压侧束制条件而定， 一般钢梁（次梁）若与RC楼板或Deck板由shear stud 接合一 起时，由于此类钢梁一般是剪力接头，故受压侧于上缘，因 此shear stud的设置将可有效避免LTB，所以在程序中可设一 个合理值，一般可以取0.1~0.2。但若是主梁，则必须视次梁 配置的状况而定，程序中主梁的LTB系数是其支撑的次梁最大 间距与主梁全长的比值。 (2) 有效长度系数(Mue主)/ 有效长度系数(Mue次) 该参数用于确定构件的计算长度系数，由于程序自动计算 的计算长度系数有时候不太准确，因此需要我们自己根据钢 结构设计规范中附录D手算计算长度系数，作以调整。 (3) ignore b/t slenderness? 该参数用于验算构件局部稳定的构造要求。
材料性质

截面的材料性质以参照预先定义的材料来设定。截面 所使用的材料性质有： · 弹性模数,el,用于轴向劲度及挠曲劲度。 · 剪力模数，gl2，用于扭转劲度及正向剪力劲度，可 从el及柏松比U12计算。 · 质量密度（每单位体积），m，用于计算单元质量。 · 质量密度（每单位体积），w，用于计算自重。 · 设计类型指针，ides，指出使用该截面的单元被当成 钢骨，混凝土，或其他（不设计）作设计。

Figure 9 Frame Element Internal Forces and Moments
一、建模方面

1、柱子的偏心在sap2000里如何输入？ 可以利用插入点命令来实现，assign>frame/cable/tendon>insert point 2、在PKPM等软件可以将梁置于柱边，SAP200中如何设置？ 设置梁端刚域比较合理( End offset)。 3、SAP2000设置的截面如果需要转个90度，请问在哪设置？ 选择构件，菜单－指定－框架/索/筋—局部坐标—90度，即可。 4、如何选择楼板单元类型？ “壳”具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元。“膜” 仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用。 “板”仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形。对于面截面类型 的选择，一定程度上要根据工程情况作出选择。

Figure 7 Examples of the Definition of Distributed Span Loads
内力输出





Frame单元内力为沿单元横截面作应力积分所 得结果的力或弯矩。内力有： · P，轴力 · V2，于1-2平面上的剪力 · V3，于1-3平面上的剪力 · T，轴向扭力 · M2，于1-3平面（对2轴）的弯矩 · M3，于1-2平面（对3轴）的弯矩
自动计算截面性质



能从设定的尺寸自动计算出6种几何截面性质的简单形状况图3。 每一形状所须尺寸显示于图上。 请注意尺寸t3为截面第2方向的深度，并为提供i33的主要尺寸。 可自动计算截面性质的形状类型如下： · Sh=R:矩形截面 · Sh=P:管状截面，或为圆柱实体当tw=0（或未定义） · Sh=B:箱形截面 · Sh=I:工形截面 · Sh=C:沟形截面 · Sh=T:T—截面 · Sh=L:角钢截面
自重


模型中所有单元的自重可作用于任何荷载类型 去表现自重的效应。 Frame单元其自重为分布于单元长度方向的力。 自重的大小等于重量密度，w乘上横截面积， a。 自重永远向下作用，整体坐标—Z方向。自重 也可乘上倍数去作用于整个结构物。
集中跨度荷载



集中跨度荷载用于作用集中力或弯矩至Frame单元上 的任意位置。荷载方向的定义可依整体坐标系或单元 局部坐标系。 荷载的位置可依如下的任一方法定义： · 定义相对距离,rd，从i节点量测。必须满足0≦rd≦1 此相对距离为单元长度的系数。 · 定义从i节点量测的绝对距离d，此距离必须满足 0≦d≦L，此处L为单元长度。每一单元可作用任何数 量的集中荷载。依整体坐标系输入的荷载会转换至单 元局部坐标系，参照图6。作用于相同位置的复数荷 载将会被叠加。

Figure 4 Frame Element End Offsets
不安定的端部约束解除




Frame单元端部约束解除的组合必须使该单元能保持 安定，此为假定作用于单元的所有荷载必须传 至其 他结构，以下所述的解除不管单一或组合皆为不安定， 并且不被允许。 · 两端解除U1 · 两端解除U2 · 两端解除U3 · 两端解除R1 · 两端解除R2及任一端的U3 · 两端解除R3及任一端的U2