sap2019計算例子

2022-03-16 08:57:08 字數 2369 閱讀 4966

sap2000作業

本學期學習了sap2000課程,目前關於sap的教材不多,除了彭老師的

《結構概念分析與sap2000應用》在網上各結構論壇上廣受好評之外,北京金土木最新出版的《sap2000中文版使用指南》也進一步推動了sap2000在全國的深入應用。作為一種優秀的結構分析軟體,它必將更加普遍,在工程設計中發揮更大的作用。

通過乙個學期的sap2000學習,我收穫的不僅僅是sap2000的一些知識。剛入學時,面對如此多的結構軟體如ansys, sap2000,abaqus,adina,midas,我很迷惘。通過請教導師、師兄和同學,我漸漸有了初步認識。

sap2000內容博大精深,我期待自己能夠在學習過程中每天進步一點點。

以下是用sap2000操作的幾個例子。

1「框架作用」在橋梁立柱中的應用驗算。

大學期間我們系裡組織了去江蘇江陰長江大橋參觀見習。江陰長江大橋為「中國第一,世界第四」的特大跨懸索橋,全長3071m,主跨1385m, 以下為當時拍下的**。

在參觀工程師的偉大作品的同時,我發現該橋的立柱的梁截面尺寸明顯要比柱的截面尺寸大,從上面**上也可以看出來,估算其剛度也比梁的大許多。現在學習了sap2000之後,嘗試對該橋立柱進行風荷載下的簡單模擬。令梁柱線剛度比為λ,現對λ分別為1,2,4的三種不同框架在相同單位水平作用力下(f=1)的受力變形進行分析,建立模型如下:

輸出結果如下:

λ=1時,變形圖與彎矩圖:

λ=2時,變形圖與彎矩圖:

λ=4時,變形圖與彎矩圖:

由以上sap2000輸出的結果看出,λ=4時柱頂水平位移為λ=1時柱頂水平位移的一半,即在水平作用力下,梁柱線剛度比越大,其水平位移越小。這是因為λ=4時梁柱線剛度比較大,由於梁的約束,柱內彎矩要減小,而成對軸力將分擔很大一部分傾覆力矩,這樣框架作用程度很大,變形則減小。λ越大,橫樑對框架結點轉動的約束越大,在工程上一般當λ大於4時可認為是完全框架作用。

江陰長江大橋的立柱很高,在索平面內兩側索的拉力基本平衡,但在出平面方向剛度很小,而垂直於懸索平面的水平風荷載很大,設定剛度很大的剛性橫樑形成完全框架作用,可以大大提高懸索橋立柱出平面剛度和抵抗水平荷載的承載力。

2模板支撐和拆除施工階段的模擬

框架結構鋼筋混凝土強度為c30(e=3.0*107),梁截面0.2m*0.

4m, 柱截面0.5m*0.5m。

層高3m,開間6m。在計算中的荷載僅考慮結構自重的影響。每一層為乙個施工階段。

整體建模步驟如下:

步驟1:分別指定支撐為組1,第一層梁柱為組2,第二層梁柱為組3,第三層梁柱為組4。施工第一階段新增支撐組1,第二階段新增組2,第三階段新增組3,第四階段新增組4,第五階段拆除支撐組1。

操作如下:

步驟2:定義分析工況,選擇非線性階段施工,操作如下:

各階段輸出結果如下:

階段1:

階段2:

階段3:

階段4:

階段5:

3增大結構跨度的幾個措施

1)採用預應力結構。

例如,預應力混凝土與普通鋼筋混凝土比較,具有構件截面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優點,在大開間、大跨度與重荷載的結構中,採用預應力混凝土結構,可減少材料用量,擴大使用功能,綜合經濟效益好,在現代結構中具有廣闊的發展前景。

2) 採用桁架,拱,網架,殼體,索,折板等結構體系。

現以拱為例,用sap2000比較相同條件下樑跟拱的內力和變形情況。

梁跟拱截面都為0.2m* 0.4m,跨度都為4m,拱矢高1m,考慮在在自重和均布活荷載組合作用下(q=3kn/m)兩種結構的內力和變形。

建模如下:

梁的彎矩圖與變形圖如下:

拱的彎矩圖與變形圖如下:

從以上比較可以看出,拱的跨中彎矩和變形都比同條件下樑的跨中彎矩和變形大大減小,這是因拱的支座產生了水平推力。拱的截面除了常用的矩形截面外,還可以採用t型截面拱等,跨度更大的拱可採用鋼管,鋼管混凝土截面,也可以採用型鋼、鋼管或鋼管混凝土組成組合截面。組合截面拱自重輕,穩定性和抗彎能力都大大提高,可以跨越更大的跨度。

現代很多建築橋梁都採用拱結構形式,如著名的上海盧浦大橋,拱的主跨達到550m.。最近我到四川大學新校區耍,那裡有個拱橋就是模仿盧浦大橋的形式(兩拱向內傾斜,兩拱間用剛性橫樑連線),但不過是它的縮小版。

4日照下高層建築的溫度效應模擬

對於高層建築,進行內力組合有時候不能忽略室內外溫差造成的溫度效應的影響,現用sap2000對乙個小高層在溫度和自重組合作用下的受力和變形做簡單模擬。

梁截面0.2m*0.4m, 柱截面0.5m*0.5m。層高3m,開間6m,在強光照射下室外溫度35℃,室內溫度25℃。

建模如下:

建模時注意溫度梯度方向,首先需要判斷各單元的區域性座標,

操作結果如下:

輸出的變形與彎矩圖為:

以上為幾個sap2000的操作例子,更多的內容我將在以後的學習過程中不斷充實自己。

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