sap2000学习-12m平面角钢钢桁架结构设计

一、建模方法1.材料参数定义（1）单位制选择N.mm；文件——新模型。（2）在新模型窗口中选择单位制N，mm,C；选择模板中选择-空。（3）定义——材料；在-快速添加材料中可以添加程序内定材料，在-添加新材料可以添加用户根据材料力学性能自己定义的材料。（4）本例中材料为Q345B钢材，在Q345的基础上点击-修改/显示材料，在-材料属性数据-对话框中修改相应数据。2.构件截面定义方法一：程序自带截面库（1）定义—截面属性—框架截面；进入框架属性界面，点击-导入新属性；选择类型和截面。（2）在新弹出的对话框中找到安装文件的位置，选择中国规范，确认后添加到-属性-中。（3）在导入中国规范相关的截面库文件中选择需要的截面将显示截面详细信息。方法二：自定义截面（本例为焊接型截面，需自定义）（1）定义—截面属性—框架截面；进入框架属性界面，点击-添加新属性；选择类型和截面。（2）在新出现的对话框中输入-截面名称，选择-材料，输入所需尺寸，设定构件颜色。（3）按照同样的方法自定义T形截面T100×150×10×10，工字钢H200×200×10×10，双角钢2L63×5、2L50×5、2L40×5，共六种截面。3.几何建模方法方法一：模板方法（程序自带模板建模，简单方便，适用简单规则形式）；方法二：轴网方法（建立轴网进行建模，实用性广，过程较繁琐）；方法三：导入法（将第三方程序建模结果直接导入SAP2000中）。本例利用AutoCAD建立二维几何模型，以DXF文件格式导入SAP2000中。（1）在cad中画出二维模型，保存为dxf文件，建模时注意以下几点：1）模型中一般Z轴为重力方向，在处理时有两种捷径：一是在cad中绘图时切换到xz平面，即将xz转化到xy平面操作，具体命令ucs—3—全局坐标系oxz指定为oxy（先后点3个点），取消此命令为ucs—w。二时直接在xy平面作图，导入时注意将-全局上方向-设为y轴。平面图形用此方法比较方便。2)cad建模时使用line直线命令，其他命令sap2000无法识别。3）将不同构件放在不同的图层中，方便sap2000中进行组管理。（2）在sap2000中，文件——导入——AutoCAD.dxf文件，在弹出的对话框中选择上一步保存的dxf文件，在-导入信息-中根据cad模型进行选择，在-DXF导入-中指定框架的图层。（3）若导入的图层中构件个数较多，可以将每层的构件添加到组，方便以后操作。指定——指定到组，先添加新组，命名后将该组指定到已选的几何图形。（4）重复以上操作，将所有图层导入到sap2000中。将每个图层的集合图形分别指定到相应的截面，可以直接选择几何图形，也可选择组：选择——选择——选择组，选择相应组确定。将已选择的几何图形或者组指定为相应的截面，指定——框架——框架截面，选择属性。4.支座约束(1)绘图——设置选择模式，或者直接点击，然后选择左端节点。（2）指定——节点——约束，然后选择约束，或者在完全刚接、固定支座、滑动支座和完全自由4种形式快速指定约束。同理设置右端节点约束。5.构件连接释放（腹杆为二力杆件，需要释放两端全部弯矩）（1）绘图——设置选择模式，或者直接点击，然后选择所有腹杆。（2）指定——框架——释放/部分固定，释放两端所有弯矩。6.荷载模式定义(1)定义——荷载模式；-荷载模式名称-可以根据自己需要命名，也可与-类型-中相同；-类型-为重力荷载、活荷载、地震作用和风荷载等荷载类型情况，本例中需定义恒荷载和活荷载；-自重系数-是考虑构件自重的情况，恒荷载考虑1倍自重，活荷载考虑0倍自重；-自动侧向荷载模式-在风荷载和地震作用等水平作用按需要选取；设置完成后点击-添加新的荷载模式。7.荷载定义（1）先选择上弦杆，然后-指定——框架荷载——分布，选择恒荷载、单位等，填上均布荷载大小为面荷载4.25乘以桁架间距2.7得线荷载11.475KN/m2。（2）按照上步方法可以设置活荷载8.1，在-显示——显示荷载指定——框架/锁/钢束-可以显示相应荷载。8.荷载组合定义（1）设计——钢框架设计——查看/修改首选项，选择中国设计规范。（2）定义——荷载组合，添加默认设计组合——钢框架设计，即添加3组系统默认的组合。（3）在添加新组合中也可以添加一个1.0恒载+1.0活载的组合。（4）添加1个包络组合，注意荷载组合类型选Envelope。9.有限元单元剖分(1)选择所有杆件，-指定——框架——自动框架剖分，选择最大段长度1000mm，确定。10.质量源定义（1）定义——质量源，质量定义-有三种途径，恒载工况时包括构件自重，故可以直接选择-来自荷载-，然后分别以1和0.5的乘数添加恒载和活载。11.分析参数设置（1）分析——设置分析选项，通过-有效自由度-直接选择，或者-快速自由度-选择，确定。（2）分析——创建分析模型，分析——选择运行的荷载工况，运行分析。二、计算结果1.模态分析结果（1）显示——显示变形形状（F6），选择查看的模态工况（MODAL）、阵型数等，确定即可显示变形情况，在窗口上方显示相应模态的周期。也可在右下角动画显示。如果不能正确显示变形或者所得周期非常大，须检查模型，例如比较长的杆件在交点处是否打断，操作：编辑——编辑线——分割框架，在出现的对话框中选择-在选择的点......处打断-即可。2.构件挠度分析结果（1）操作方式与上一步相同，只是在选择荷载工况时需要选择相应的荷载组合，在图形中鼠标放在某点处会显示此节点各方向的挠度值，单击鼠标右键会显示此点详细情况。3.构件内力分析结果（1）显示——显示力/应力——框架/索/钢束，选择工况，若选择-填充图案-即可显示图案填充的大小，此图上在杆件上右击可显示详细信息；若选择-在图表上显示数值-则直接显示数值大小。4.支座反力分析结果（1）显示——显示力/应力——节点，在节点反力对话框中选择工况，确定即可显示两个支座的反力。在节点处右击即可显示详细信息。三、构件设计（1）设计——钢框架设计——查看/修改首选项，修改设计规范等参数，确定。（2）设计——钢框架设计——选择设计组合，在选择集中设置相关选项，确定。（3）设计——钢框架设计——开始结构设计/校核，右击杆件显示详细信息，点击细节会出现全部信息，点击覆盖项可以更改相关设置。(4)如果设计截面不满足，可以在当前设计截面中进行替换。