sap2000常规实例详细操作步骤.doc

Sap2000 课程作业题目一：不同荷载的作用及工况的考虑。计算图1所示三个单元和四个结点的静定刚架，在不同荷载作用下的结点位移和内力图。 工况一：结构自重工况2整体坐标系下的分布及集中荷载 工况3整体坐标系下节点荷载 工况4整体坐标系下均布荷载工况5局部坐标系下单元均布荷载 工况6局部坐标系下单元均布荷载 工况7局部坐标系下集中荷载荷载一、 建立模型：1、 选择计算量纲为KN,m,C。2、 点击FileNew Model,出现摸板图案点击Beam，在数据输入编辑器中输入：跨度数=2，每一跨长度=5确定Restraints没有勾选OK并叉掉三维显示窗口。3、 选中右边杆件从Edit菜单中选Replicate出现复制菜单窗口单击Radial选中Parallel to Y在Angle里填入90度（另一个-36.87度）然后删掉右边单元。4、 选中左边单元的左端点按鼠标右键出现点的信息将X坐标改成-2。二、 从定义菜单Define中完成以下工作：1. 定义材料：Define Material选钢STEEL点击Modify/Show Material可查看有关钢的弹性模量及泊松比，修改钢的弹性模量为.2. 定义截面。DefineFrame SectionsAdd/Wide Flange下选择 Add RectangularAdd New Property用默认名 在Material 域选Steel在Dimensions域Depth 和 Width都改成0.3。点OK。3. 定义计算荷载的工况，Define Load Case程序默认工况名为:DEAD，用其默认值OK。 三、 从赋值菜单Assign中完成以下工作：1、 修改约束：选中点3 AssignJointJoint Restraints中只对Translation1打勾OK。2、 选中点1 AssignJointJoint Restraints点击绞支座OK。3、 赋截面特征。选中工具栏中的all，杆件呈虚线状态Assign Frame/Cable Section指定杆件的材料几何特性按OK四、 从分析菜单Analyze中完成以下工作1、 设置结构分析类型：由AnalyzeSet Analysis Options出现图窗口选择平面结构按OK。2、 运行程序：AnalyzeRun Analysis在弹出来的对话框中点MODAL点 Run/Do Not Run CaseRun Now。五、 显示分析结果：工况一：运行结果如下图： 变形图 弯矩图 剪力图工况二：需要作如下修改1. 点击 defineLoad cases 命令来显示Define Loads对话框。在此对话框内Self Weight Multiplier内输入 0点击Modify Load键OK退出。2. 选择节点4点击AssignJoint LoadsForces出现Joint Forces 对话框，在此对话框在loads域的Z 编辑格内输入-45OK 。3. 选择杆件3点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD在 Uniform Loads域，输入 28ok。 运行结果如下图： 变形图 弯矩图 剪力图工况三：需要作如下修改选择节点2点击AssignJoint LoadsForces出现Joint Forces 对话框，在此对话框在loads域的Force Global Z编辑格内输入-78，Moment about Global Y编辑格内输入-75OK。运行结果如下图：变形图 弯矩图 剪力图工况四：需要作如下修改选择杆件2点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD在 Uniform Loads域，输入 24ok。运行结果如下图：变形图 弯矩图 剪力图工况五：需要作如下修改1. 点击Set display Options工具按钮显示Display Options For Active Window对话框在Frames/Cables域勾选Local Axes格OK。2. 选择杆件2点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择local ，在Direction中选择2，在 Uniform Loads 域，输入 -30OK。3. 选择杆件1点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择Global ，在Direction中选择X，在 Uniform Loads 域，输入30OK。运行结果如下图：变形图 弯矩图 剪力图工况六：需要作如下修改1. 选择杆件2点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择local ，在Direction中选择2，在 Trapezoidal Loads 域，输入 0、-6、-4.5、-1.5OK。2. 选择杆件1点击 AssignFrame LoadsDistributed显示Frame Distributed Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择Global ，在Direction中选择X，在 Trapezoidal Loads 域，输入15、12.75、8.25、6OK。运行结果如下图：变形图 弯矩图 剪力图工况七：需要作如下修改选择杆件2点击 AssignFrame LoadsPoint显示Frame Point Loads对话框确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域，确认选择了 Force项，在Coord Sys 中选择local ，在Direction中选择2，在Point loads域，选Absolute Distance From End-i ，在Distance 处第一个编辑框输入2.5，在Load处第一个编辑框输入-68OK。运行结果如下图：变形图 弯矩图 剪力图以上工况得到节点3在Z方向的位移如下表所示：工况名计算参考点数值1Uz(节点，3)（m）-0.004762Uz(节点，3)（m）0.008833Uz(节点，3)（m）0.004524Uz(节点，3)（m）-0.058105Ux(节点，2)（m）0.061276Ux(节点，2)（m）0.023367Ux(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=2.0108KN/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,C2. 点击 文件新模型在新模型对话框中点击 二维框架在二维框架对话框中，楼层数 输入3，楼层高度 输入4.3点击 确定按钮.3. 在3-D视窗的右上角点击 “X” 来关闭此视图。4. 按题目要求修改节点坐标，完成建模。5. 点击 设置显示选项工具 按钮显示 激活活动窗口选项 对话框在节点域、框/架/索域分别勾选 标签 格，点击 确定 键。得到的图形如下：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 Add General 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。2. 点击定义荷载工况把荷载名称为DEAD的 自重系数 改为0点击 修改荷载确定 退出。三、从指定菜单中完成以下工作：1. 选择杆件1、2、3和7、8、9，点击 指定框架/索/筋框架截面在 框架属性 对话框点击FSEC1来高亮显示它点击 确定 键。依同样方法给杆件12、15指定截面FSEC2，给杆件11、10、14和13指定截面FSEC3，给杆件4、5、6指定截面FSEC4。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 DisplacementJointTextOutputCaseTextCaseTypeTextU1mU2mU3mR1RadiansR2RadiansR3Radians1DEADLinStatic00000.0007302DEADLinStatic0.0022100.0000700.0000803DEADLinStatic0.0026900.0000900.0000404DEADLinStatic0.0028300.0000900.0000405DEADLinStatic00000.0006906DEADLinStatic0.002160000.0001207DEADLinStatic0.002650000.0000508DEADLinStatic0.002810000.0000409DEADLinStatic00000.00071010DEADLinStatic0.002150-0.0000700.00008011DEADLinStatic0.002640-0.0000900.00004012DEADLinStatic0.002800-0.0000900.000040工况2：其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：选择节点2、3、4、6、7、8、10、11、12，点击指定节点限制在 指定/定义限制 对话框中 选择添加限制类型 下拉格内选择 Beam，点击 添加新限制，确定 确定退出。 所得结果的图形及表格如下： 变形图 轴力图剪力图 弯矩图TABLE: Joint DisplacementsJointTextOutputCaseTextCaseTypeTextU1mU2mU3mR1RadiansR2RadiansR3Radians1DEADLinStatic0.000000000.0006302DEADLinStatic0.0018200.0000700.0000103DEADLinStatic0.0020600.0000700.0000104DEADLinStatic0.0021200.0000700.0000105DEADLinStatic0.0000000.0000000.0006106DEADLinStatic0.0017700.0000000.0000107DEADLinStatic0.0020200.0000000.0000108DEADLinStatic0.0020900.0000000.0000109DEADLinStatic0.0000000.0000000.00061010DEADLinStatic0.001760-0.0000700.00001011DEADLinStatic0.002010-0.0000700.00001012DEADLinStatic0.002080-0.0000700.000010工况3：其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：选择杆件10、11、12，点击 指定框架/索/筋端部（长度）偏移在 框架端部长度偏移 中选择 自定义长度 ，在 I端 输入0.42 ，在 J端 输入0.72点击 确定 键。依同样方法，杆件13、14、15 I端为0.72，J端为0.42；杆件1、4、7 I端为0.6，J端为0.7；杆件2、5、8 I端为0.8，J端为0.7；杆件3、6、9I端为0.8，J端为0.4。 所得结果的图形及表格如下： 变形图 轴力图剪力图 弯矩图TABLE: Joint DisplacementsJointTextOutputCaseTextCaseTypeTextU1mU2mU3mR1RadiansR2RadiansR3Radians1DEADLinStatic0.0000000.0000000.0007302DEADLinStatic0.0022100.0000700.0000803DEADLinStatic0.0026900.0000900.0000404DEADLinStatic0.0028300.0000900.0000405DEADLinStatic0.0000000.0000000.0006906DEADLinStatic0.0021600.0000000.0001207DEADLinStatic0.0026500.0000000.0000508DEADLinStatic0.0028100.0000000.0000409DEADLinStatic0.0000000.0000000.00071010DEADLinStatic0.002150-0.0000700.00008011DEADLinStatic0.002640-0.0000900.00004012DEADLinStatic0.002800-0.0000900.000040工况4：其它步骤同工况一一样，只是在第三步指定菜单中增加：1. 选择节点2、3、4、6、7、8、10、11、12，点击指定节点限制在 指定/定义限制 对话框中 选择添加限制类型 下拉格内选择 Beam点击 添加新限制确定 确定退出。2. 选择杆件10、11、12，点击 指定框架/索/筋端部（长度）偏移在框架端部长度偏移对话框选择 自定义长度 ，在 I端 输入0.42 ，在 J端 输入0.72点击 确定 键。依同样方法，杆件13、14、15 I端为0.72，J端为0.42；杆件1、4、7 I端为0.6，J端为0.7；杆件2、5、8 I端为0.8，J端为0.7；杆件3、6、9I端为0.8，J端为0.4。 所得结果的图形及表格如下： 变形图 轴力图剪力图 弯矩图TABLE: Joint DisplacementsJointTextOutputCaseTextCaseTypeTextU1mU2mU3mR1RadiansR2RadiansR3Radians1DEADLinStatic00000.0006302DEADLinStatic0.0018200.0000700.0000103DEADLinStatic0.0020600.0000700.0000104DEADLinStatic0.0021200.0000700.0000105DEADLinStatic00000.0006106DEADLinStatic0.001770000.0000107DEADLinStatic0.002020000.0000108DEADLinStatic0.002090000.0000109DEADLinStatic00000.00061010DEADLinStatic0.001760-0.0000700.00001011DEADLinStatic0.002010-0.0000700.00001012DEADLinStatic0.002080-0.0000700.000010题目三：变截面梁的设计计算如图所示的连续梁，截面有两种，成线性变化且梁为对称的。混凝土的容重为23KN/m3。弹性模量E=3.510Kg/cm2,G=0.43E一、 建模：（1） 选择量纲为KN,m,C（2） 在file菜单中选择New Model,点击Beam, 跨数输入4，跨长输入100。（3） 选中左边端点点右键修改x坐标，改为-160，同理 ,最右边端点改为160。二、 从定义菜单define中完成下列工作：（1） 定义材料，define material ,选conc混凝土点击modify/show material可修改混凝土的弹性模量改为E=3.5 pa，容重改为23KN/OKOK。（2） 点击菜单defineframe /Cable section在出现对话框Frame properties中的Add i/Wide Flange下选SD section点Add new property 点section designer在CSISD界面中把上面那两个截面画出来，定义为FSE!,FSE2。（3） 点击菜单defineframe /Cable section在出现对话框Frame properties中的Add i/Wide Flange下选Add Nonprismatic点ADD New Property采用默认名 VAR1,在Start Section下选择FSE1在End Section 下选FSE2,在Length下输入1，在Length type 中输入Absolute,在EI33Variation中选Parabolic, 在EI22Variation中选Parabolic。AddOK。继续定义VAR2，在Start Section下选择FSE2在End Section 下选FSE1,在Length下输入1AddOK。三、 从赋值菜单中Assign中完成以下工作（1） 给各杆赋予截面特性。选择要赋值的杆件点Assignframe /Cable/Tendon frame sections出现Frame Properties对话框，选要赋给杆件的截面OK。（2） 选中工具栏中的(clr)清除选择。由Assignclear Display of Assigns清除字符。四、 分析运行：（1） 设置结构类型。由AnlyzeSet Analysis Options出现图窗口，选择平面结构，OK.（2） 运行程序。AnalyzeRun AnalysisRun Now。五、 显示分析结果：DisplayShow Force/stressFrames/Cables 分别显示弯矩和剪力如图：弯矩图剪力图题目四：建筑结构分阶段施工的受力分析计算图示框架在自重作用下分阶段的受力。高3m，每跨为6m。材料特性和杆件几何尺寸使用SAP2000的预定值。框架结构的计算简图一、 建模：（1） 选择量纲为KN,m,C（2） 在FileNew Model，点2D Frames（3） 将Number Stories的2改成3，点OK。关闭3D-View。（4） 将第一层的中柱去掉，用鼠标选中该柱选按Delete键。二、 定义分组组名：（1） 用鼠标选中第一层的两根柱和两根横梁（呈虚线状态）。（2） 选Assign菜单 Assign to group 出现group菜单 选中Add New Group按 钮默认原组名Group1OK OK。（3） 重复（2）默认原组名Group2OK OK。（4） 重复（2）默认原组名Group3OK OK。三、 定义荷载工况名从Define菜单中选中Load case (出现荷载定义菜单，此时荷载名和荷载类型均为静力荷载即“Dead”) OK。四、 定义分析工况名（1） 从Define 菜单中选中Analysis Case(出现分析工况菜单选项) 删除模态分析工况，即选中“MODAL”后，按键“Delete Case”。（2） 点Add New Case 按钮，进入线性静力分析工况数据名单即“Analysis Case Date-Liner Static”，在Analysis Type下选中Nonlinear Staged Construction项（3） 在Stage Definition作用栏中按按Add，共按三次，然后选择第一个，在Data For Stage在Operation下拉菜单中选Add Structure在Group下拉菜单中选Group 1，点Add。在Operation下拉菜单中选Load Added in group, 在Group下拉菜单中选Group 1，点Add。（4） 重复操作（3）将Group2 Group3也定义好。（5） 在“Other Parameters”下Result Save行点Modify /show选“Start and End Of each stage” 五、 运行程序。选Analyze菜单点Analyze-Run Analysis.六、 显示计算结果从Display 菜单中Show Force /StressFrame/Cable在Case/Comb Name中选中“Acase 1” 在Multivalued Options中选Step并调到3选中“Moment3-3”选中“Show Values On Diagram” OK。计算结果如下图所示：（2）与一次加载进行对比操作：从Display 菜单中Show Force /StressFrame/Cable在Case/Comb Name中选中“Acase 1” OK。结果如下图所示：题目五：预应力应力混凝土混凝土：E=4400 ksi, 泊松比=0.2 fc=6 ksi 索扭矩=200 kips求 解：确定承担 DL+LL+PRESTRESS 荷载组合的抗弯楼板。对比剖分为4块与剖分为20块的计算结果。一、 建模模型：1、 设置计算量纲为Kip,ft,F。2、 点击文件菜单新模型,出现新模型对话框点击梁，在梁对话框中：将跨数改为1，将跨度改为30点击确定 键叉掉三维显示窗口。二、 从定义菜单中完成以下工作：（1） 定义材料：定义 材料,选混凝土CONC点击MOdify/Show Material可查看有 关混凝土的弹性模量及泊松比，修改重量密度为0.15点确定。（2） 点击 在状态栏的下拉列，来设置量纲为Kip,in,f.（3） 定义 材料,选混凝土CONC点击MOdify/Show Material。在弹性模量编辑格内输入4400，在泊松比编辑格内输入0.2在S指定混凝土受压强度编辑格内输入6， 在抗弯钢筋屈服强度输入60，在抗剪钢筋屈服强度输入60。（4） 点击定义菜单框架截面命令来显示框架属性 对话框点击显示 Add I/Wide Flanget下拉列，然后点击 Add Rectangular 点击添加新属性在材料下拉菜单中选 CONC,在高度编辑格内输入30，在宽度编辑格内输入18点确定。（5） 在定义菜单荷载工况来显示定义荷载对话框。在此对话框：在荷载名编辑格内输入LIVE，从类型下拉菜单选LIVE,点击添加新荷载，在荷载名编辑格内输入PRESTRES，从类型下拉菜单选OTHER,点击添加新荷载，点确定。（6） 点击定义菜单组合命令来显示定义反应组合对话框在此对话框：在工况名下拉列选DEAD点击添加按钮，此外，在工况名下拉格选LIVE,PRESTRES点击添加。然后点确定，来关闭所有的对话框。三、 在绘制菜单中完成以下工作（1） 点击 绘制菜单框架/索/筋 命令，显示 对象属性对话框点击 线对象类型 下拉列表并选择 筋 选项点击梁一端的点，然后在梁的另一端点击以绘制该筋。当松开鼠标时，将显示 线对象筋数据2。（2） 点击 抛物线计算器 按钮显示 定义限定线对象抛物线筋布局2 对话框点击左下角的快速开始下拉列表中选择1点击 快速开始 按钮以更新 筋布置数据 表格。将在数据中增加一行数据在第一行数据的 坐标2 单元格中输入 8确认在第二行数据的 坐标2 单元格中的数据为-12在第三行数据的 坐标2 单元格中输入 3点击 刷新 按钮，将数据表和图形显示区域的数据更新