SAP84教程.docx

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1、地下结构专业工作手册系列之一有限元分析软件sap84使用手册城交分院地下结构所二零零五年五月目录（SAP84）1软件介绍11.1 软件叔述11.2 软件安装21.3 获得帮助22工程算例32.1 问题描述32.2 计算步骤43重点事项113.1 建立计算模型113.2 选取单位制123.3 关于自重123.4 关于材料参数123.5 荷载工况及组合133.6 弹簧刚度143.7 梁柱弯矩放松144常用参数表154.1 地基土的基床系数155计算单内容161软件介绍1.1 软件概述SAP84是以有五元法为基础的结构分析软件，由北京大学力学系袁明武教授主持开发。自1982年开发以来至今已有近二十多

2、年的历史，目前SAP84版本6.5已经推出.为了考证有限元程序的正确性，SAP84对美国CS1.公司产品SAP2000的大局部算例都进行了计算和比照。SAP84软件是一个高度模块化的系统，它包括以下模块：a平面模型图形输入系统PIanInPIanIn能够处理平面框架、桁架、钢架、平面应力和平面应变问题，用荷载结构模型进行地下结构分析一般采用此模块。b结构设计图形后处理软件GPOSTOc与现行标准配套的混凝土配斯模块RE1.N和钢结构校核模块SS88（2004年）.d功能强大的图形交互系统GIS。G1.S能够处理空间框架,桁架、网架、铜架、壳体和地下结构问黑，对于空间效应明显的地下结构一般果用此

3、模块分析。桩基承载力分析模块GP1.1.E。f独特的施工模拟分析模块XCOYSTR。g二维有限元网格自动生成及运模程序AUtoMESH2D（其功能同时集成在GIS中）h三维实体单元网格自动生成及赛模程序AUtoMESH3D。i高层延筑专用前处理程序SAGS和后苑理程序SAGSWT.SAP84各模块之间的关系如用1.1所示OD84格式的扩展名为PRJ的文件AuOR1.eSh3DIAutoMesh1.DSAGS同时产生SA84数据文件可以没有D84支SATW计算与分析模块SAHM内力计算结果扩展名为SPRJ的文件SAP84陀箭、弹邰1；核、求反力等模块SAF84再处理结果GPOSTiSAPOUTS

4、AGSOUT图1.1模块关系图1.2 软件安装用户在购置SAP84后即得到：1.张软盘（含同加密狗配套的授权文件SAP8N60.INI）：一张光盘（含安装文件SETUP.EXE）：一个加密插头。用户可以启动光盘上的SETUP.EXE进行安装,然后按照SETUP的提示进行。如果安装的是正式版，安装过程中需要把授权文件SAP84Y60.INI文件拷入SAP84安装目录。如果用户系统为WindowsVr或WindwS2000,并且是第一次安装SAP84,安装程序会要求安袋井口驱动程序。安装完成之后请将加密福头插到并行口1.pT1.上，然后就可以通过SAP84程序组启动SAP84集成环境系统SAPG1

5、.IDE1.3 获得帮助在学习或者应用软件过程中，如果遇到困难可以通过几种途径来解决：a软件纪有一套纸质说明书，以供阅读；b在软件启动后，按F1.键出现在线帮助：c开始”一程序TSAP840可找到帮助系统文件夹和演示程序。2工程算例P1.an1.n是地下结构专业最咕用的模块，这里主要介绍PIan1.n的使用方法。如果欲掌握建立空可模型的根本方法，可学习G1.S帮助中速立半球壳的例子。2.1 问题描述某地铁车站结构横断面如图2.1所示,构件所用材料为C30钢筋混凝土。地基土水平、竖直基床系数为40HPa11u结构所受永久荷载如图2.2所示，所受可变荷我如图2.3所示。nTnTnTnTrnTnT图

6、2.2永久荷载图图2.1结构横断面图I1.口口I口InTn1738kPo20Pq图23可变荷载图2.2 计算步骤根裾条件，建立模型，计算该结构的内力和位移。计算步骤如下:（1）启动软件，选取单位制，进行选项设置。点击桌面图标I启动SAP84,进入后点击PI虹口n,点击文件新建”保存，文件名只可以英文字号令名。点击“叁数”“选取单位制，选择kN、m”.点击确定。点击“参数选项设置，确认选择了“考虑材料引起的自重1.项。（2）生成节点和单元，建立几何模型。点击“几何”绝对坐标生成节点”，在界面底部输入表2.1中节点坐标，生成6个节点。点击“显示”显示选项”，选中节点号”一项，屏幕显示出节点编号，如

7、图2.4所示。表2.1节点坐标值节点号10.OOO0.OOO214.8000.OOO314.8006.800414.80011.60050.OOO11.60060.0006.800z，*Sr1.SMtqp，4rr，xzo?gQd+，*t4Ao誓xaxHJ二口0Q、a安9JtrtU-to图2.4点击“几何”梁柱生成”，在常用工具与按钮”中选择直线生成”，用鼠标连续选择节点1和节点2,在屏幕出现的财话框中输入要生成的单元数目，生成车站结构的底板。如此方法生成侧堵、顶板和中板，完整的车站结构如图2,5所示。图2.53）设置构件材料和截面。点击”叁数”管理材料库”“添加材料，输入C30,“混凝土强度等

8、级”中显示30,其余参数不需输入，软件将自动赋值。点击“参数”管理普通截面库,“添加截面”，输入底板”，在截面叁数”中输入截面高（1.3）和戳面宽（1.0）的数值，屏幕如图2.6所示。如此方法生成顶板（截面高1.2和截面宽1.0）,中板（截面高0.6和版面宽1.O）和侧墙（放面南0.8和截面宽1.0）的截面尺寸。我面库维护对话框选舞截面后识名称临校ZJ修改假面名I添加然面I12清选择当而散面的放面类型:5:3直平向面S?为垂前方平面式向当了在截面分数偏当前防长度单住）裁面SSh款面电施出到文件图2,6点击“国性”“梁柱材料，选择所有的梁柱单元，选中的单元会改变颜色。单击鼠标右钺,选择“应用选择

9、时象”,所有单元被赋予了材料属性。点击，属性”梁柱截面，确认截而叁数显示为“底板”，选中所有底板单元。单击鼠标右键，选择“应用选择对象”，所有底板单元被痕予了截面属性。如此方法将截面属性分别赋予给顶板、中板和侧玷单元。此时屏幕如图2.7所示。/U,3)*4,-G1J:”i1jB*cfQart*、工工.-tu图2.7(4)施加结构荷载.建立荷栽工况，设置荷载组合。点击“荷载.“梁柱荷载”“改变荷载参数”，选中以插值的方式确定梁柱荷载。输入插值点1(-66)和插值点2(-66)的“有载线密度值.，点击“退出然后捕捉2个插值点”，选择节点5和节点4再选择T页板梁柱单元。单击鼠标右键，选择应用选择后象

10、，选中单元被施加了相应荷载。如此方法施加中板荷载(-8)点击“改变荷载叁数”，选中以插值的方式确定梁柱荷我.。选择“荷装作用方向”为整体坐标丫方向，输入插值点1(17.82)和插值点2(87.21)的“荷载线密度值心，点击“退出然后捕捉2个插值点，选择节点5和节点1,再选择左侧侧墙梁柱单元。单击鼠标右键，选择“应用选择对象”，选中单元祓施加了相应荷载。如此方法施加右侧恻堆荷岭(-17.82,-87.21).此时屏幕如图2.8所示。r*twJISK*0SCJCJJ-1dp?sig80an9caorxmJH1.U图2.8点击“常用工具与按钮”，工况r.输入“2”,进入工况2,施加结构承受的活荷栽。

11、方法如上所述，顶板施加荷载J20,-20),左侧土墙施加荷载(5.4,5.4),右侧的墙施加荷载(-5.4,-5.4),此时屏幕如图2.9所示.点击“有我”，荷战组合”，添加，,工况号”中输入T,“荷栽系数”中输入“1.485。+工况号”中输入2”荷载系数”中输入“1.54”，点击“确定”。添加”，“+”,工况号”中输入1”荷载系数中输入1.0”0,工况号中输入2”,有我系敕中拘入1.0”,点击“确定”.点击确定.点击“荷栽”，位移组合”，添加，,“工况号”中输入“1”,荷我系数”中输入“1.0”,工况号”中输入2荷载系数”中输入1.0”,点击确定”。点击”确定”。（5）施加结构约束条件。点击

12、“节点”，“接地弹簧刚度”，在“Dz”中输入“-1”,在弹黄刚度”中输入37000”,选择“只能受压”，用鼠标选择节点1和节点2,点击右键，选择”应用选择对象，节点1和节点2处显示设置了受压弹簧。如此方法设置表2.2所列节点处的弹簧,结果如图2.10所示。*M，XE3。*WS*a;、0qye/5)f0UQar*fA-iOII-1.图2.109J6三f1.讨:;Kyr.11Pa.表2.2弹簧刚度值节点号Kz节点号节点号Ky1370005424000774000271918000874000281818000974000291748000107400063580001174000301668000

13、12740003115(00013740003214680002370001234000（6）检查数据和删除无用数据。点击“文件”，数据检交，软件警告“结构在UYIJZ方向的自由度没有约束”，由于设置了弹簧，结构是静定的，点击“确定”，忽珞软件警告。点击“文件，”删除无用数据，软件显示“完成无用信息的删除”。(7)计算和结果查看。点击“其他模块”，”计算与分析，出现SAP84分析选项对话框,选择“确定，软件开始计算。计算完毕后，点击“其他模块”,“后处理SApOUr.进入SAP84后处理模块。将“当前公共参数中的荷载组合选择为“1”,点击“内力与应力“一维单元的内力图，选择1-2平面内的穹期”

14、，点击“确定”，屏幕显示结构在荷战组合1作用下的1-2平面内的弯矩图，如图2.11所示。如此方法，能够得到荷蛀组合1作用下结构的轴力图和剪力图和荷我组合2作用下的结构内力图。得到结构内力图即可对结构截面进行验算和配筋。图2.11将“当前公共参数”中的位移缎合选择为“1”,点击位移”，”节点位移的数值显示，选择“当前位移组合的位移”，和Z方向平动位移，点击确定”，屏幕显示结构在位移组合1作用下的竖直方向的位移图，如图2.12所示。如此方法，能螭得到荷载组合1作用下结构在其他方向的位移。dC-JJTMi图2.123重点事项3.1 建立计算模型计算模型是对实际结构的抽象和简化，计算模型应该能够正确、准确地反映主要构件的主要特征。SP8-1提供了很多单元类型用于模拟不同