SAP2000计算体会

1、SAP2000学习体会 以北陵公园站2-2横断面强度计算为例，总结一下SAP2000计算的步骤如下：一、计算前准备：荷载计算整理出计算断面所处位置的地质信息，确定地面标高、覆土深度、抗浮设防水位标高等，计算出抗浮设防水位以下各土层的饱和容重与浮容重、结构侧面土层加权平均侧压系数等；按抗浮水位计算出顶板土压力、顶板水压力、底板水浮力、侧墙水土压力，以上计算详见附页。二、绘制计算简图CAD建立几何模型在CAD中绘制平面框架计算简图，计算跨度、高度取构件中心间距，需要注意的有以下几项：1、 将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元，在导入程序后会自动生成节点；2、 不要在“0”图层绘制，需新建一图

2、层进行绘制，图层名可自定义。计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件。3.画图应以米为单位，图应在原点。4.曲线，应分段为直线，再导入。三、导入.dxf文件1、 打开SAP2000程序，在导入.dxf文件之前，先将右下角的单位一栏里的默认单位制改为“KN,m,C”，否则导入文件后会造成节点处出错；2、 选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件，在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为“Y”方向，由于上步已将单位制改为“KN,m,C”，此步中不需再做修改，直接确定；下一选框中frame应选中图层名称。3、 导入完成后点击“XZ”视角，即可看见计算简图。四、定义材料点击“定义-

3、材料”,在对话框中选择“CONC”（混凝土），点击“添加新材料”，在“材料属性数据”对话框中，填写各项参数如下：材料名称：C30 材料类型：各向同性密度：2.5 T/m3 重度：25 KN/m3弹性模量：30000000 KN/ 泊松比：0.2热膨胀系数：1.000E-05 剪切模量：12500000设计类型：Concrete（混凝土） fcuk：30000 KN/（立方体抗压强度标准值）fyk；335000 KN/ fyks：335000 KN/C40除以下两项与C30不同外，其余均与C30相同：弹性模量：32500000 KN/ fcuk：40000 KN/五、定义框架截面点击“定义-框架

4、截面”，在“框架属性”对话框中选择“Add Rectangular”（添加矩形截面），点击“添加新属性”，在弹出的对话框中定义截面名称、材料、深度、宽度：1、 截面名称自定义，为方便好记，可取拼音定义，如顶板取名为“DINGBAN”；2、 材料根据真实设计信息选择C30、C40或其它；3、 深度即为构件的厚度，按真实设计信息填写；4、 宽度为计算纵向的长度，本例是在柱前后各取的半跨，因此为6.5m，也可以取单位宽板带计算，但此时柱需做简化； 在对话框中还有一个“配筋混凝土”选项，点开后根据真实设计信息选择设计类型和填写保护层厚度，本例中是将侧墙、顶板、中板、底板的设计类型均定义为“梁”，柱仍为

5、“柱”。六、定义荷载工况点击“定义-荷载工况”，弹出“定义荷载”对话框，定义好荷载名称、类型、自重乘数后，点击“添加新荷载”即可完成一个新荷载的定义，可将各项荷载逐次添加，本例中是这样定义的：荷载名称类型自重乘数自动侧向荷载DTYL（顶板土压力）DEAD0CTYL（侧向土压力）DEAD0CSYL（侧向水压力）DEAD0DISYL（底板水浮力）DEAD0LJZ（楼面设备荷载）DEAD0DCZ（地面超载）LIVE0LHZ（楼面活载）LIVE0QX（地震荷载）QUAKE0Chinese 2002需要注意的有：1、程序中已有名为“DEAD”的荷载，其自重乘数为1，代表着构件自重，因此其他各项荷载的自重

6、乘数需为0；2、荷载名称中除地震荷载QX外均可自定义，以方便个人记取为主；3、本例中抗浮设防水位在顶板以下，如果抗浮设防水位在顶板之上，还需增加一种荷载DSYL（顶板水压力）。七、指定框架截面首先点选需要定义截面的构件，然后点击“指定-框架/索/筋-框架截面”，在弹出的“框架属性”对话框中选择之前定义好的框架名称。框架截面全部指定完毕后，可点击“视图-设置显示选项”，在“激活窗口选项”对话框中，选上“常规”一栏里的“拉伸”，检查截面是否指定正确。八、指定荷载首先点选需要布置荷载的构件，然后点击“指定-框架/索/筋荷载-分布”，选择需要布置的荷载工况名称，填写之前计算好的荷载数值，注意荷载的方向

7、，Gravity即为重力方向，也是Z轴的负方向。九、定义荷载工况组合点击“定义-组合”，在弹出的“定义反应组合”对话框中，点击“添加新组合”，弹出“反应组合数据”对话框，定义一个反应组合名称，组合类型选为“Linear Add”（叠加型），逐项往组合中添加荷载工况，在构件强度计算中，只考虑永久荷载和活荷载，永久荷载的比例系数均为1.35，活荷载的比例系数均为1.4。需承结构重要性系数。十、设置底板土弹簧1、分割框架：因为弹簧只能设置在节点处，需要在底板构件中增加许多节点。首先点选需要设置土弹簧的底板构件，然后点击“编辑-分割框架”，根据想要设置的弹簧间距，设置分割框架的数目。在本例中将底板分割

8、为1米左右宽度的构件，即节点间距也就是弹簧间距为1米左右。2、设置弹簧：框选底板上所有的节点，然后点击“指定-节点-弹簧”，弹出“节点弹簧”对话框，选择整体坐标系GLOBAL，在Z方向设置弹簧刚度，弹簧刚度由持力土层的垂直基床系数乘以弹簧所占面积得来，本例中弹簧刚度为44MPa/m×(1×6.5)=286000 KN/m。十一、指定节点约束为了模拟地下结构的真实情况，需要给结构一个水平方向的约束。点选底板上居中的一个节点，然后点击“指定-节点-约束”，弹出“节点约束”对话框，在“全局方向约束”中只选择“1轴平移”，即给了该节点一个水平方向的约束，也就是给了整个结构一个水平方

9、向的约束。十二、分析计算 1、设置分析选项：由于本例模型为平面框架模型，点击“分析-设置分析选项”，在“快速自由度”中选择“平面框架”即可；2、设置运行的分析工况：在构件强度计算中不需要考虑地震荷载，点击“分析-设置运行的分析工况”，将地震荷载QX改为不运行；3、点击“运行分析”，开始计算。十三、查看计算结果分析计算完毕后，可以点击右下角的“开始动画”观察框架在各种荷载工况下的变形情况，也可以点击“显示-显示力/应力-框架/索/筋”，弹出“框架的受力图”对话框，通过选择工况组合，可以查看在各种工况或者强度计算组合下的内力图。看剪力点选“剪力2-2”，看弯矩点选“弯矩3-3”。 附页一 荷载组合

10、序号序号组合系数荷载构件强度计算抗震强度验算人防强度验算裂缝及变形验算结构抗浮验算1永久荷载自重及砼收缩1.351.21.21.01.02土压力1.351.21.21.01.03水压力及浮力1.351.21.21.01.04设备荷载1.351.21.21.01.05活荷载地面超载1.4001.006温度荷载1.4001.007楼面活荷载1.4001.008偶然荷载6级人防荷载001.00097级地震荷载01.3000二 工程地质与水文地质情况及结构参数 本工点场地地势较平坦，地面标高43.2044.98m左右。场地地貌类型属第四系浑河高漫滩及古河道，土层上基本以中粗砂和砾砂为主；根据提供的地质

11、资料，计算采用地质钻孔号为ZX-0098，其地质情况及参数选取见下表。地面标高取44.49m。此处地下水位埋深9.0m，水位标高为35.49m。抗浮设防水位标高40.48m。本段断面车站结构覆土厚度按3m计算。层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)静止侧压系数粘聚力(kPa)内摩擦角(度)水平及垂直基床系数K承载力（KPa）桩侧阻力特征值（Kpa）桩端阻力特征值（Kpa）渗透系数（m/d）1杂填土4.2019.30.55733中粗砂2.4016.00.403.028.020/2430023100032.534砾砂8.4018.30.452.033.029/345005120007535圆砾5

12、.2018.80.401.535.042/4455049220082.543中粗砂2.3016.00.453.029.023/253202211003544砾砂7.5018.30.453.533.030/36500492000801）3-3层的饱和容重为19.58 kN/m3，浮容重为9.58 kN/m3；2）3-4层的饱和容重为18.92 kN/m3，浮容重为8.92 kN/m3；3）3-5层的饱和容重为18.80 kN/m3，浮容重为8.80 kN/m3；4）结构侧面土层加权侧压系数为=Kihi/hi=0.45；5）水平基床系数取平均值为31 MPa/m，垂直基床系数取平均值为35 MPa

13、/m；6）采用水土分算；7）结构总高12.21米、钢筋混凝土容重25KN/m3、基底层位于3-5层，承载力特征值为550KPa。三、各个工况荷载计算1. 结构自重：按钢筋混凝土容重25 KN/m3，程序自动加载； 楼面铺装层为5 KN/m3； 混凝土收缩：按降温15考虑，程序中加载。2. 水、土压力：1) 顶板水、土压力：结构顶板覆土深度为3米，（A）按现状水位计算顶板压力：q1=3.0×19.357.9 KN/m2。（B）按抗浮水位计算顶板压力：q11=3.0×19.3=57.9KN/m2 水压力为q12=0 总顶板水土压力为：57.9+0=57.9 KN/m2。2) 侧墙水土压力为：（A）按抗浮水位计算顶板土压力：cq1=57.9×0.4526.06 KN/m。 顶板水压力：cq11=0 KN/m。（B）按抗浮水位计算底板土压力：cq2=（57.91.2×19.32.4×9.588.4×8.920.21×8.8）×0.4581.37 KN/m。 底板水压力：cq21=011.2×10112 KN/m。3.4. 地面超载：按20 KN/m2考虑。5. 楼面活载：按8 KN/m2考虑6. 地震荷载：（