SAP2000桥梁软件指南中文版

集成化的通用结构分析与设计软件SAP2000®桥梁介绍ComputersandStructures,Inc.Berkeley,California,USA北京金土木软件技术有限公司北京市首体南路9号主语国际2号楼中国建筑标准设计研究院100048Version142009-06版权计算机程序SAP2000及全部相关文档都是受专利法和版权法保护的产品。全球范围的所有权属于ComputersandStructures，Inc.（SAP2000中文版版权同属于北京金土木软件技术有限公司）。如果没有ComputersandStructures,Inc.和北京金土木软件技术有限公司的预先书面许可，未经许可的程序使用或任何形式的文档复制一律禁止。更多信息和此文档的副本可从以下获得：北京金土木软件技术有限公司北京市海淀区首体南路9号主语国际2号楼中国建筑标准设计研究院100048电话：86-10-88383866/3766/5466/6366传真：86-10-88381056电子邮件：[e-mail]网址：电话：[phone]传真：[phone]电子邮件：[e-mail]网址：北京金土木软件技术有限公司版权所有©,2003–2008.©CopyrightComputersandStructures,Inc.,1978–2008.TheCSILogo®andSAP2000®areregisteredtrademarksofComputersandStructures,Inc.WatchandLearn™isatrademarkofComputersandStructures,Inc.WindowsisaregisteredtrademarkofMicrosoftCorporation免责声明SAP2000的开发及文件编制投入了相当多的时间、努力及费用。程序已经经过彻底地测试及使用。然而，在程序使用方面，使用者接受并清楚知道开发者或经销商在程序的准确性或可靠度上没有做任何直接或暗示的担保。本程序是实用且强大的结构设计工具。然而，使用者必须清晰地理解程序在如下环节的基本假定：建模、分析和设计算法，以及没有提及的方面。程序生成的信息必须由有资质和有经验的工程师来校核。工程师必须独立地核查结果，承担所使用信息的专业责任。目录1概述1-11.1组成1-21.2推荐阅读1-22创建混凝土箱式梁桥2.1例子工程2-22.2开始建模l2-32.3桥梁向导2-42.4轴线线形2-62.5桥面截面2-72.6桥对象2-92.7参数变化2-112.8桥对象指定2-142.8.1跨2-152.8.2桥台2-172.8.3桥墩2-182.8.4横隔板2-202.8.5预应力钢束2-222.9更新关联桥梁模型2-253桥梁模型荷载3.1车道3-33.2车辆3-53.3车辆类别3-83.4荷载模式3-93.5荷载工况3-103.5.1移动荷载工况3-103.5.2其他荷载工况3-114桥梁模型分析及结果4.1桥梁反应4-14.2运行分析4-24.3显示结果4-34.3.1图形显示4-34.3.2表格输出4-5图列表图2-1例子混凝土箱式梁桥模型3D视图1图2-2例子桥梁立面视图2图2-3例子桥梁平面视图2图2-4NewModelform3图2-5SAP2000/Bridge向导4图2-6指定轴线线形数据6图2-7快速开始对话框指定水平轴线线形数据7图2-8选择桥主梁截面8图2-9指定主梁截面属性9图2-10指定桥对象数据10图2-11桥对象平面视图11图2-12定义参数变化12图2-13选择参数变化对齐方式13图2-14参数变化定义14图2-15可以指定给桥对象的各项指定14图2-16修改/显示指定列表框15图2-17指定参数变化到桥跨16图2-18指定哪个变化要指定到选择桥跨17图2-19指定桥台到桥对象18图2-20指定桥墩到桥对象19图2-21桥对象跨内横隔板指定21图2-22桥梁钢束数据对话框22图2-23钢束布局快速开始对话框23图2-24定义荷载模式对话框23图2-25指定预应力钢束对话框24图2-26桥钢束布局显示25图2-27更新关联桥模型对话框26图3-1定义车道对话框3图3-2桥梁车道数据对话框4图3-3桥梁模型和车道3D视图5图3-4定义车辆对话框6图3-5添加标准车辆对话框7图3-6一般车辆数据对话框8图3-7车辆类别数据对话框9图3-8定义荷载工况对话框10图3-9荷载工况数据–移动荷载对话框11图4-1移动荷载工况结果保存对话框1图4-2设置运行的荷载工况2图4-3显示桥对象反应3图4-4图形结果4图4-5壳单元力结果4图4-6选择要显示的表格对话框5第1章概述SAP2000/BridgeTM是桥梁结构分析和设计程序。复杂桥梁可以很轻松建模，SAP2000/BridgeTM程序是业界最实用的桥梁分析和设计程序。使用SAP2000/BridgeTM，工程师可以很容易的定义复杂桥梁几何、边界条件、荷载工况。桥梁模型使用参数化定义，使用桥梁工程师熟悉的语言，如轴线线形、桥跨、支座、桥台、桥墩、自由度约束、后张预应力。软件建立梁模型、壳模型、实体对象，当桥定义参数改变时自动更新。SAP2000/BridgeTM设计允许方便快速对钢桥和混凝土桥进行设计和加固。参数化建模器允许用户建立或修改桥梁模型时，保留重要的设计信息。可以快速定义车道和车辆，并包括宽度效应。简单实用的Gantt图可用于模拟使用过程和进度控制。SAP2000/BridgeTM模块运行于SAP2000增强版或高级版。包含桥梁向导，知道用户一步一步创建桥梁模型。SAP2000/Bridge设计模块集成了SAPFire分析引擎，包含阶段施工、徐变、收缩分析、索张拉和目标力、起拱及找形、几何非线性（P-Δ和大变形）、材料非线性（上部结构、支座、下部结构、土弹簧）、失稳、静力和动力分析。所有这些应用到一个单一综合模型中。此外，AASHTOLRFD设计包含自动荷载组合、上部结构设计、以及最新的抗震设计。1.1组成此手册介绍SAP2000/Bridge混凝土箱式梁和预应力混凝土箱式梁的建模设计。第2章介绍创建桥梁模型的基本步骤。第3章介绍如何施加荷载，包括车道、车辆、荷载工况。第4章介绍分析和设计结果显示。1-11.2推荐阅读在使用混凝土箱式梁和预应力混凝土箱式梁前，强烈推荐阅读本手册和“教与学”录像系列教程（）。更多的信息可以参考联机帮助（可以使用程序主菜单帮助命令打开）。1-2第2章创建混凝土箱式梁桥本章介绍使用SAP2000/Bridge创建桥梁模型的主要步骤。例子模型如图2-1所示，使用此例子帮助用户理解创建桥梁模型的步骤。本章使用的例子与“教与学”中一样（见CSI网站）。教与学中“桥梁--桥梁建模”是一个30分钟的录像，帮助用户创建桥梁模型。图2-1例子混凝土箱式梁桥模型3D视图2.1例子工程桥梁例子是一个两跨预应力混凝土箱式梁桥，具有以下特性：桥台：桥台倾斜15o，仅在箱梁底部连接。预应力：混凝土箱式梁桥使用4@5.0in2钢束（每根梁中一束），张拉应力1080kips。桥墩：一根，5ft正方形柱。桥面：桥面是一混凝土箱梁，正交截面梁高5ft。桥面梁高参数变化从桥台5ft到桥墩处柱10ft，按抛物线变化。2-1跨：两跨，每跨100ft。图2-2例子桥梁立面视图图2-3例子桥梁平面视图2.2开始建模1.点击菜单文件新模型命令显示图2-4对话框。选择kip，ft，F作单位。2-2图2-4新模型对话框2.点击空按钮。默认SAP2000显示两个空白窗口。建模阶段单一窗口提供更大的视图且容易使用。点击菜单选项窗口1个命令，或者简单的关闭一个显示窗口，显示一个只有全局坐标轴的窗口。3.点击菜单选项调用模块许可命令，确认勾选桥梁项。如果未勾选，选择桥梁项激活SAP2000/桥梁功能。4.点击菜单桥梁向导命令打开桥梁建模向导对话框，如图2-5。2-3图2-5SAP2000/Bridge向导桥梁建模向导可用来指导用户创建模型。建模也可以使用桥梁菜单的命令完成。桥梁菜单命令在下面介绍中也给出。2.3桥梁向导桥梁向导引导用户使用SAP2000/Bridge建立桥梁对象建模的步骤。最基本的桥梁建模过程如下：ƒ步骤2轴线线形定义桥梁轴线--桥梁的水平轴线线形和竖向轴线线性。ƒ步骤3基本属性定义基本属性，步骤4桥梁构成属性定义桥梁特定属性。ƒ步骤5桥对象定义，步骤6参数变化定义，步骤7桥对象指定定义桥对象和进行相关指定。ƒ步骤8更新连接模型从桥对象定义建立对象模型。2-4ƒ步骤9车道和车辆定义，步骤10函数定义，步骤11荷载工况定义，步骤13移动荷载工况结果保存定义分析项和参数，包含车道、车辆、荷载工况以及所需输出项。在概要表中点击任意行跳到响应步。在表中点击后，上下键可用来上移或下移一步。可以使用树状表中的步骤控制按钮移到第一步()、移动至前一步()、移动至下一步()、移到最后一步()。也可以在步骤控制栏中输入一个步骤号点击回车后将直接转到相应的步骤。点击左侧树状视图的某一选项将显示该步骤中相应定义的选项。对桥梁向导中每一步（除了第1步介绍外），除第1步的简介外，在桥梁向导中任一步骤解释文档下方都会出现对应的按钮，点击该按钮弹出该步骤的属性定义对话框。有时会出现按钮处于非激活状况，这是由于之前步骤中的必要的数据没有完全定义导致的，比如：ƒ在定义桥对象时，桥梁轴线和主梁截面属性必须事先定义好。ƒ在任一桥对象指定时，必须先定义一个桥对象定义。ƒ在定义车道时，模型中必须有桥梁轴线线形或者框架对象存在。在第7步中，解释文档下方还会有一个下拉框，这个下拉菜单用于指定我们要编辑相应属性的桥对象。2.4轴线线形建立桥对象的第一步是建立桥梁轴线线形，桥梁轴线线形是桥梁水平方向、竖直方向定位以及定义车道的参考线。桥梁轴线线形通过测站和距离进行控制，其中弯曲半径控制水平位，梯度控制竖向定位。桥梁轴线可以是直线也可以是水平和竖直两个方向的曲线。水平线型可以是带螺旋的圆弧线，竖直线型是抛物线线型。5.在桥梁向导中，点击第2项轴线线形并点击定义/显示轴线线形按钮（或点击菜单桥梁轴线线形命令）显示定义轴线线形对话框。6.点击添加新轴线按钮显示桥梁轴线线形数据对话框，如图2-6。推荐定义桥梁轴线朝向西到东，此方向使桥在SAP2000/Bridge窗口中从左到右，便于在后面的模型中操作。SAP2000/Bridge查看功能将在后面介绍。2-5图2-6指定轴线线形数据7.在终点测站输入200。例子中桥梁具有两跨，每跨100ft。8.点击水平轴线线形数据快速开始按钮。快速开始按钮可用于快速定义水平轴线线形，然后可对水平轴线线形进行编辑。在定义桥对象之前至少要定义好一个桥梁轴线线形和一个桥面截面。同样，在定义车道时要事先定义好桥轴线线形（或者是框架对象）。9.对本例，选择直线选项。2-6图2-7快速开始对话框指定水平轴线线形数据2.5桥面截面桥面截面用于定义桥梁上部结构。桥面截面包含不同的参数化截面，如混凝土箱式梁、混凝土板梁、预应力混凝土梁、钢梁。10.在向导中点击项4.1桥面截面（DeckSection），或者菜单桥梁主梁截面命令，显示选择桥主梁截面类型对话框，如图2-8。2-7图2-8选择桥主梁截面此例中，使用混凝土箱式外侧直腹板。11.点击外侧直腹板按钮。显示定义桥截面数据-混凝土箱梁-直腹板对话框，如图2-9。定义桥截面数据对话框用于定义桥上部主梁截面的材料和几何属性。定义桥截面后，可以指定给桥对象（见桥对象，桥梁向导中第