SAP2000问题总结及质量源的定义

SAP中：建模（1）指定--面--生成边束缚--沿对象生成边束缚。自动边束缚可以自动连接那些无共有节点的相邻面对象。比如一个划分较粗糙的墙和一个划分较精细的楼板，由于单元划分不匹配，使得它们的交界线上缺少共有节点。这种情况下，利用自动边束缚功能可以使得两个相邻面单元相连，保证其变形的协调与连续。自动边束缚功能，是面向对象设计有限元程序中关键性的技术。（2）从Autocad导入SAP2000注意的问题在SAP2000中输入曲线构件，可以用一段段短线组成，分的足够多，就达到曲线的效果。方法：画曲线，用内接正多边形逼近。在cad中绘图时，不能把图素放在0图层。导入DXF文件，请注意用line绘制直线模拟弧线轴线，不能使用Polyline命令。在CAD中画图应该定义一个画图的原点，这个原点要与CAD中的（0，0，0）重合，这样导入到SAP中时图形原点才会在SAP中的原点。SAP2000中定义质量源对于结构动力分析来说，结构的质量和刚度是2个重要影响因素。刚度一般在确定了构件的几何尺寸和弹性模量之后就可以由软件自动计算，这个一般不会出现太大误差；结构的模态分析主要误差在于结构质量的统计上。在CSI的2款软件SAP2000和ETABS中，采用了质量源的概念来得到用于结构模态分析的结构质量。因为结构的质量和自重是两个相互独立的概念。这里有3种质量定义，它们还牵涉到“荷载工况”（SAP2000说法，ETABS中叫“静荷载工况”）中DEAD工况自重乘数取值（1或0），分别说明如下：1.DEAD工况自重乘数取1此时，软件将全部自重（根据材料定义中材料的容重计算得到）转换为DEAD工况的荷载，这部分对应的质量记为Mass1。1.1质量源定义选择第一项：来自对象和附加质量此种情况下，结构的荷载不会转换为结构的质量。在没有附加质量的情况下，结构的总质量就是Mass1。但这一选项不能满足中国规范的要求，因为在中国规范中，结构动力分析和结构地震作用计算基于建筑的重力荷载代表值，它定义了求解地震作用时结构质量的计算方法。故一般不选择第一项。1.2质量源定义选择第二项：来自荷载此种情况下，结构的荷载会转换为质量（重力荷载代表值除以重力加速度g）。在中国抗震规范中，自重等恒载G的组合系数为1.0，活荷载L的组合系数为0.5，即重力荷载代表值为1.0G+0.5L，其对应的质量记为Mass2。（即恒活均转变为结构的质量）注意这里的恒载是自重与附加恒载之和，即楼板表面装饰的面荷载、梁上填充墙的线荷载，与结构自重恒载（梁、柱、楼板、剪力墙等构件自重），因为在“荷载工况”定义中DEAD工况的自重乘数取1已将构件自重算入，故Mass2包括了Mass1,或者说Mass2的一部分是Mass1，其余部分是附加恒载和0.5活载。故结构的总质量为Mass2。1.3质量源定义选择第三项：来自对象、附加质量以及荷载此种情况下，结构质量为按1.1和1.2方法计算的质量之和。显然，此时“质量乘数”里面不应包括DEAD项的质量乘数，只有LIVE项的质量乘数0.5。但是这样的话，附加恒载部分“丢失”了，因为自重恒载在1.1中，而不写1.0*DEAD的话，附加恒载就没能计入。同理，写上1.0*DEAD的话，自重恒载就计入了2遍，也是错的，因此在DEAD工况自重乘数取1的情况下，第三项不可能会得到正确的质量。2.DEAD工况自重乘数取0此时，软件不计算结构自重产生的恒荷载；但是结构的自身质量仍然有！（只要构件材料的密度不为0）2.1质量源定义选择第一项：来自对象和附加质量此时，在没有附加质量的情况下，结构质量为按结构的构件体积乘以构件材料的密度得到。2.2质量源定义选择第二项：来自荷载此时，选择1.0D+0.5L产生的质量缺少了结构自重；若想得到正确的质量，需将结构自重以外荷载的形式施加到结构上，梁、柱以线荷载形式，全面学习SAP楼板以面荷载形式。但是这样做比较麻烦。2.3质量源定义选择第三项：来自对象、附加质量以及荷载由1.3可知，“质量乘数”应采用1.0D+0.5L，此时得到的质量是正确的。因为，DEAD工况自重乘数取0之后，自重恒载只计入了1遍。综上所述，当DEAD自重乘数取1时，质量源定义选择第2项：1.0D+0.5L；当DEAD自重乘数取0时，质量源定义选择第3项：1.0D+0.5L。实际应用时，只能用1.2的方法来较方便的得到结构用于模态分析的质量。即，DEAD工况自重乘数取1，质量源定义选择第2项，质量乘数为1.0D+0.5L。因为，用2.3的方法虽然对于质量的统计是正确的，但是这个时候DEAD工况下的受力就比1.2的小了（没有自重），这是不对的。PS：有一个比较简单的方法理解上面的内容。记结构自重为D1，外加恒载为D2，活荷载为L，则：1.1:质量=D11.2:质量=D1+D2+0.5L=1.0D+0.5L1.3：质量=D1+0.5L2.1：质量=D12.2：质量=D2+0.5L2.3：质量=D1+D2+0.5L=1.0D+0.5LSAP中：设计净面积与毛面积比值：考虑螺栓孔对截面的削弱作用，可取0.85有效长度系数可参考：网架规范5.1.2为什么钢材强度随着厚度（直径）的增加反而减少呢？这和加工工艺有关，一般来讲，尺寸越小的钢带或钢丝，其工艺也复杂，需要加工次数越多，碾压次数越多，表现出来的刚度就越大，及弹性模量越大、抗拉强度也越大。Midas中：百度网盘名：[e-mail]；密码：jszx000关于实腹式和格构式截面：实腹式就是腹板是不开洞的，如工字钢、C型钢等空腹式就是腹板是开洞的，如蜂窝梁等格构式，就是中间腹板使用缀板或缀条将两个或多个构件联系在一起成为一个整体其实具体采用何种形式的梁，要依据实际情况来定，各种梁形式各有优点。实腹梁制作简单但是耗钢量大。空腹梁适用于腹板剪力较小，没有集中荷载作用的情况，空腹梁与实腹梁相比钢耗要小。格构式梁的话，我觉得主要是针对有节点力的情况。