sap2000算索结构

采用SAP2000计算索结构过程一、切换中文界面及设置单位打开SAP，在“帮助”里选择“change language to Chinese”,进行了中文切换；然后新建模型，在“单位”里选择“N，mm, C”,选择空模板；二、分组：按图层导入模型，可形成不同的组，修改组名：定义→组→修改/显示→组→改组名分别为hengsuo、shusuo、rod、lizhu、dxfin.三、定义材料：输入名称tensioned cable→选择设计类型steel或none；查表1-1，修改弹性模量为145000（根据厂家提供的表取值）和热膨胀系数（为1.200E-05），材料类型一般选各向同性。

（对于索的参数，需参考厂家的信息，这里的参数对于不同的索可能会不相同），如下图：四、定义截面这里用框架结构来模拟拉索。

定义→框架截面→在“选择要添加的属性类型”的第二栏选择“add circle”→“添加新属性”，查表2-2，先选用直径为36的钢索，截面名称栏输入“S36”，在材料一栏选截面“tensioned cable”，输入直径36，如下图：打开“截面属性”一栏，可看到相应的截面参数，再打开“属性修正”一栏，在横截的轴向面积输入修正系数0.752，因为是用框架结构模拟钢索结构，所以在“围绕2轴的惯性矩”、“围绕3轴的惯性矩”系数应尽可能的小，输入0.01→点击“确认”。

如下图：选择→组→hengsuo、shusuo→tensioned cable用同样的方法定义截面FANGTONG、T、FIX截面。

附：wide flange→工字钢channel→槽钢double channel→双槽钢Tee→T形钢angle→角钢double angle→双角钢box/tube→方通pipe→圆管rectangular→矩形截面circle→圆截面general→自定义截面（定义截面属性）cold formed C→C形冷轧钢cold formed Z→Z形冷轧钢cold formed hat→帽形冷轧钢SD section→自定义截面（定义截面形状）Nonprismatic→变截面定义五、定义载荷工况分别输入载荷名称、类型、自重乘数和自动侧向系数，自重乘数取0，定义风载荷w、玻璃自重boli、温度载荷temp(模拟预应力)、delttemp（实际温度）.除DEAD以外，其它自乘系数均为0，国外一般采用的标准为英标BS6399-95。

采用SAP2000计算索结构过程一、切换中文界面及设置单位打开SAP，在“帮助”里选择“change language to Chinese”,进行了中文切换；然后新建模型，在“单位”里选择“N，mm, C”,选择空模板；二、分组：按图层导入模型，可形成不同的组，修改组名：定义→组→修改/显示→组→改组名分别为hengsuo、shusuo、rod、lizhu、dxfin.三、定义材料：输入名称tensioned cable→选择设计类型steel或none；查表1-1，修改弹性模量为145000（根据厂家提供的表取值）和热膨胀系数（为1.200E-05），材料类型一般选各向同性。

（对于索的参数，需参考厂家的信息，这里的参数对于不同的索可能会不相同），如下图：四、定义截面这里用框架结构来模拟拉索。

定义→框架截面→在“选择要添加的属性类型”的第二栏选择“add circle”→“添加新属性”，查表2-2，先选用直径为36的钢索，截面名称栏输入“S36”，在材料一栏选截面“tensioned cable”，输入直径36，如下图：打开“截面属性”一栏，可看到相应的截面参数，再打开“属性修正”一栏，在横截的轴向面积输入修正系数0.752，因为是用框架结构模拟钢索结构，所以在“围绕2轴的惯性矩”、“围绕3轴的惯性矩”系数应尽可能的小，输入0.01→点击“确认”。

如下图：选择→组→hengsuo、shusuo→tensioned cable用同样的方法定义截面FANGTONG、T、FIX截面。

附：wide flange→工字钢channel→槽钢double channel→双槽钢Tee→T形钢angle→角钢double angle→双角钢box/tube→方通pipe→圆管rectangular→矩形截面circle→圆截面general→自定义截面（定义截面属性）cold formed C→C形冷轧钢cold formed Z→Z形冷轧钢cold formed hat→帽形冷轧钢SD section→自定义截面（定义截面形状）Nonprismatic→变截面定义五、定义载荷工况分别输入载荷名称、类型、自重乘数和自动侧向系数，自重乘数取0，定义风载荷w、玻璃自重boli、温度载荷temp(模拟预应力)、delttemp（实际温度）.除DEAD以外，其它自乘系数均为0，国外一般采用的标准为英标BS6399-95。

单层拉索式玻璃幕墙中拉索的计算摘要：拉索式玻璃幕墙中拉索结构的受力分析复杂而繁琐，本文介绍了拉索的简单手算方法及SAP2000有限元计算方法。

通过理论推导出了拉索计算“代梁”方法及索长的简化计算公式，通过公式可以简单快速的计算出拉索的直径及预拉力的大小。

关键词：单层拉索式玻璃幕墙、计算、拉索截面、预拉力、SAP2000一、概述拉索式点支式玻璃幕墙由玻璃面板、拉索结构以及支撑体系组成，由于它具有良好的通透性而被大量应用于酒店、写字楼大堂。

拉索结构的受力分析也成为设计师必然面对的问题。

索是理想柔性的，既不能承受压力也不能承受弯矩，必须通过施加适当的预拉力，使拉索处于初始平衡状态才能承受外部荷载作用。

外部荷载作用下拉索的挠度变形远超拉索截面尺寸，计算中需要考虑几何非线性，这给设计师增加了计算的难度。

通常在设计中，手算时，结合荷载计算，经过试算、调整来确定拉索的直径和预拉力的大小；使用有限元软件时，也需要反复试算来确定拉索直径和预拉力大小。

这些步骤繁琐重复，工作量巨大，本文介绍了手算的简易计算方法：根据拉索的静力平衡方程，手算出拉索最大内力，确定拉索直径，由索长公式计算出拉索的初始预拉力，来确定拉索的初始平衡状态。

本文主要介绍单层拉索式幕墙中拉索的手算方法、SAP2000有限元计算方法及其两种计算结果的比较，以供后来者参考。

二、拉索截面的选取方法索计算理论推导时，两条基本假设：1. 索是理想柔性的，既不能受压，也不能受弯；2. 索的材料符合胡克定律，也就是说应力和应变符合线性关系。

根据《悬索结构设计》单索计算理论可知情形一竖向荷载沿跨度均布的情形索的抛物线平衡方程（1）可求出索内的水平张力（2）代回式（1）后，可得（3）索各点张力（4）当索曲线比较平缓时，（dz/dx）2 与1比较是微量，于是有T=H。

情形二荷载沿索长均布的情形索的悬链线平衡方程（5）将悬链线与抛物线作比较，当二者在跨中处的垂度f相同时，两条曲线基本重合。

题目一：不同荷载的作用及工况的考虑。

一、建立模型：1、 选择计算量纲为KN,m,C 。

2、 点击File →New Model,出现摸板图案→点击Beam ，在数据输入编辑器中输入：跨度数=2，每一跨长度=5→确定Restraints 没有勾选→OK 并叉掉三维显示窗口。

3、 选中右边杆件→从Edit 菜单中选Replicate 出现复制菜单窗口→单击Radial →选中Parallel to Y→在Angle 里填入90度（另一个-36.87度）→然后删掉右边单元。

4、 选中左边单元的左端点→按鼠标右键出现点的信息→将X 坐标改成-2。

二、从定义菜单Define 中完成以下工作：1. 定义材料：Define →Material →选钢STEEL →点击Modify/Show Material 可查看有关钢的弹性模量及泊松比，修改钢的弹性模量为722.2510/E KN M =⨯ .2. 定义截面。

Define →Frame Sections →Add/Wide Flange 下选择 Add Rectangular →Add NewProperty →用默认名 在Material 域选Steel →在Dimensions 域Depth 和 Width 都改成0.3。

→点OK 。

3. 定义计算荷载的工况，Define →Load Case →程序默认工况名为:DEAD ，用其默认值→OK 。

三、从赋值菜单Assign 中完成以下工作：1、 修改约束：选中点3 →Assign →Joint →Joint Restraints 中只对Translation1打勾→OK 。

2、 选中点1 →Assign →Joint →Joint Restraints →点击绞支座→OK 。

3、 赋截面特征。

选中工具栏中的all ，杆件呈虚线状态→Assign → Frame/Cable Section 指定杆件的材料几何特性→按OK四、从分析菜单Analyze 中完成以下工作1、 设置结构分析类型：由Analyze →Set Analysis Options 出现图窗口选择平面结构按→OK 。

SAP2000钢结构结算软件在外装饰工程中的运用一、SAP2000设计步骤：1. 按照cad中图层导入模型，或者直接在sap2000中建立模型；2. 定义材料（Q235/345、混凝土、玻璃、拉索）；3. 定义截面--框架截面、面截面、索截面；部分截面可以利用sap2000自带的截面库；4.指定框架截面、面截面；5.计算荷载，定义荷载工况，指定荷载（先选择节点或构件，再指定荷载）。

恒载、活载、风载、地震、温度、活荷载不利布置；6.边界条件--指定节点约束，单元本身自由度释放（铰接）；7.定义荷载组合，检查是否有不对或不合实际情况的荷载组合；8.运行分析，检查有无异常情况，更正模型中节点没有连接上的情况；9.查看内力及节点反力；10.构件设计，查看应力比超限构件及不满足规范要求的构件；11.检查柱子的计算长度系数及梁的平面内、平面外无支撑计算长度，在查看覆盖项中进行修改；12.检查整体结构水平、竖向变形，检查梁竖向变形（显示变形）；13.根据设计结果优化构件；14.整理计算书；①.材料②.截面③.荷载④.荷载组合⑤.边界条件⑥.计算……节点反力、单元反力⑦.设计结果……构件应力比⑧.水平及竖向变形校核二、张弦梁计算实例1、基本情况：A、荷载情况：屋面恒载：0.8KN/m2屋面活载：0.5 KN/m2基本风压：0.65 KN/m2基本雪压：0.2 KN/m2抗震设防烈度：8（0.2g）度，地震分组：一组，场地类别：二类 B、设计简图：C、选用的材料D、材料种类①、Q345钢材（《钢结构设计规范》GB 50017━2003）②、钢绞线（《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002）③、混凝土（《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002）E、CAD建立空间三维模型①、建立相应的构件图层，默认情况下，0层是不能导入SAP2000的；②、建立三维线计算模型，并将文件另存为：格式；建议在CAD中建立模型的整体向上的坐标方位为Z轴；2、在SAP2000中导入计算模型：A、打开SAP2000，在右下角将单位调整为，B、文件/导入/AutoCAD.dxf文件C、选择“AutoCAD.dxf文件（f）”菜单，找到CAD中建立的三维线计算模型(文件名后缀dxf)，弹出对话框：该对话框是选定整体坐标系的方位，如在CAD中整体向上的坐标方位为Z轴，则不用做任何修改，D、直接点击“OK”按钮，弹出如下对话框：共五项分别为导入特殊节点、杆件、NL LINK单元、壳、实体，对于杆件类，E、如本例题在Frames下拉框中选择“ZHJ-上弦”，F、点击“OK”，如下图：G、不做任何改变，按下图操作定义杆件组：F、选择“制定到组”弹出如下对话框：H、点击“添加新组”按钮，弹出对话框：I、定义好“组名称”——ZHJ-SX，组名称可以同层名称，也可以为其他名称，自己要清晰，只能输入字母和数字，不接受中文，J、输好组名称后直接点击“确认”回到如下对话框：建立新组成功，在“组”对话框中有显示刚刚建立的组，点击“确定”，完成上弦杆的导入；K、重复B~J步骤，依次将下弦、腹杆1、腹杆2、腹杆3、撑杆、拉索导入并分别建立好组，如下：存盘，定好文件名；3、在SAP2000中定义材料：A、菜单栏选择“定义/材料”，弹出如下对话框：B、选择“快速添加材料”，弹出如下菜单：C、选择“材料类型”为“Steel”，选择“规范”为“Chinese Q345”，点击“确定”，回到对话框：Q345材料已经添加成功，也可以通过“添加新材料”对话框设置材料特性，如下：点“确定”即定义成功，如下：D、索材料在SAP2000中没有现成的，需要按照定义Q345-1的方法定义，具体如下：点“确定”即定义成功，如下：E、定义混凝土，方法同上，点击快速添加材料，弹出如下对话框：如上图中选择，点“确定”，回到对话框：混凝土C30定义完成，点击“确定”后材料属性定义全部完成。

SAP2000SAP2000中单拉单元的讨论sap2000中有hook单元所谓单拉单元，实际上确实是索单元，sap2000中能够采纳frame/cable单元，实际结构在sap2000中进行单元模拟时需要注意三点1，设定单拉单元以后，结构最好采纳非线性求解。

2，必须设定单元的压力失效模式。

3，将frame/cable单元的两端节点的转动约束完全开释掉，能够通过热了release来实现。

应力刚化效应是指构件的面外刚度随面内应力阻碍而变化的一种物理特性。

SAP2000和ETABS中对楼板的处理方法[精华]第一应明确一个概念：SAP2000和ETABS是性质专门不同的两个软件，因此在许多问题上两者的处理方法都不一样，关于楼板的处理也是一样。

一、先说在ETABS中对楼板的处理方法在ETABS中共有四种area/shell单元：deck、plank、slab和wall，前三种均可用于模拟楼板，其中deck用于模拟压型钢板+砼面层，plank用于模拟单向板，仅含membrane性质的slab可用于模拟双向板。

下面分别就这三种单元详细说明：1、deck能够用于模拟压型钢板+后浇混凝土面层楼板，此单元仅有membrane性质且单向传力，在建模时的箭头方向即板的传力方向，假如要改变楼板传力方向的话能够采纳改变单元局部坐标轴的方法，其local coordinate system的1轴方向确实是楼板传力方向(也即屏幕显示的箭头方向)。

由于ETABS隐含对仅有membrane性质的板自动进行单元细分，此种板不必进行人工细分即可得到正确的传力。

2、plank用于模拟单向板，此单元仅有membrane性质且单向传力，与deck类似在建模时的箭头方向即板的传力方向，修改其传力方向的方法也与deck类似。

同样由于ETABS隐含对仅有membrane性质的板自动进行单元细分，此种板也不必进行人工细分。

3、slab的用途比较广泛，但用于模拟楼板时能够设定仅有membrane性质的section，这种单元双向传力，其荷载传递是按照板的塑性铰线进行划分的，最适宜于模拟双向板。

Sap2000结构概念分析与SAP2000应用----- 读书笔记1．有效自由度和无效自由度的概念：有效自由度：自由度方向的接点位移分量是待求的未知位移。

无效自由度：自由度方向的接点位移分量是已知的。

已知刚度为0的，其自由度也认为是无效自由度。

局部坐标系：1红色，2白色，3蓝色SAP2000包括8种单元，FRAME，AREA，PLANE，ASOLID 轴对称单元，SOLID，SPRING弹簧单元，LINK及预应力对象。

组的作用：1快速选择对象用来编辑和指定。

2阶段施工3定义模型切割4分组对象进行相同的设计5选择输出可以定义任意多个组。

荷载组合COMBO：ADD：组合中的分析结果相加ABSOLUTE：组合中的分析结果绝对值相加SRSS：组合中的分析结果平方和相加然后开平方根。

包络ENVELOPE：组合中的结果得到最大和最小的包络值。

除了包络法其他组合只适用于线性分析工况。

实体模型包括厚拱THICK ARCH ，截面变化拱V ARIABLE ARCH，块体BLOCK。

桥梁分析的步骤是：1．用框架单元建立桥梁行为模型2．定义描述活荷载位置的车道3．定义可能作用于桥梁的不同车辆活荷载4．定义包括一个或多个必须可交替地考虑车辆的车辆等级5．定义移动荷载分析工况6．指定对于哪些结点和框架单元需要计算移动荷载响应支座和伸缩缝的处理：方法：将单元附着于同一位置的不同结点，同时将连接的自由度用‘相等限制’或‘局部限制’限制在一起。

桥梁常用的计算模型简介：1．杆件计算模型杆件计算是将梁离散成杆件单元和梁单元。

这种方法的特点是直接给出杆件的内力和变形，又根据结构受荷载后截面的是否保持平截面，可分为自由扭转理论和翘曲扭转理论。

自由扭转基本假定：平截面假定刚性截面假定-变形后梁截面周边形状保持不变剪切中心线和梁截面形心轴线相重合。

忽略剪切变形。

混凝土桥梁结构一般按照自由扭转理论进行分析便可以满足设计要求。

但对于钢箱梁，必须考虑翘曲扭转的影响。

SAP2000学习体会以北陵公园站2-2横断面强度计算为例，总结一下SAP2000计算的步骤如下：一、计算前准备：——————荷载计算①整理出计算断面所处位置的地质信息，确定地面标高、覆土深度、抗浮设防水位标高等，计算出抗浮设防水位以下各土层的饱和容重与浮容重、结构侧面土层加权平均侧压系数等；②按抗浮水位计算出顶板土压力、顶板水压力、底板水浮力、侧墙水土压力，以上计算详见附页。

二、绘制计算简图————————————————CAD建立几何模型在CAD中绘制平面框架计算简图，计算跨度、高度取构件中心间距，需要注意的有以下几项：1、将每跨度、高度范围内的构件绘制为一个线单元，在导入程序后会自动生成节点；2、不要在“0”图层绘制，需新建一图层进行绘制，图层名可自定义。

计算简图绘制完毕后另存为.dxf文件。

3.画图应以米为单位，图应在原点。

4.曲线，应分段为直线，再导入。

三、导入.dxf文件1、打开SAP2000程序，在导入.dxf文件之前，先将右下角的单位一栏里的默认单位制改为“KN,m,C”，否则导入文件后会造成节点处出错；2、选择“文件-导入-AutoCAD.dxf文件”菜单导入.dxf文件，在随之打开的菜单中选择坐标系向上方向为“Y”方向，由于上步已将单位制改为“KN,m,C”，此步中不需再做修改，直接确定；下一选框中frame应选中图层名称。

3、导入完成后点击“XZ”视角，即可看见计算简图。

四、定义材料点击“定义-材料”,在对话框中选择“CONC”（混凝土），点击“添加新材料”，在“材料属性数据”对话框中，填写各项参数如下：材料名称：C30 材料类型：各向同性密度：2.5 T/m3重度：25 KN/m3弹性模量：30000000 KN/㎡泊松比：0.2热膨胀系数：1.000E-05 剪切模量：12500000设计类型：Concrete（混凝土）fcuk：30000 KN/㎡（立方体抗压强度标准值）fyk；335000 KN/㎡ fyks：335000 KN/㎡C40除以下两项与C30不同外，其余均与C30相同：弹性模量：32500000 KN/㎡ fcuk：40000 KN/㎡五、定义框架截面点击“定义-框架截面”，在“框架属性”对话框中选择“Add Rectangular”（添加矩形截面），点击“添加新属性”，在弹出的对话框中定义截面名称、材料、深度、宽度：1、截面名称自定义，为方便好记，可取拼音定义，如顶板取名为“DINGBAN”；2、材料根据真实设计信息选择C30、C40或其它；3、深度即为构件的厚度，按真实设计信息填写；4、宽度为计算纵向的长度，本例是在柱前后各取的半跨，因此为6.5m，也可以取单位宽板带计算，但此时柱需做简化；在对话框中还有一个“配筋混凝土”选项，点开后根据真实设计信息选择设计类型和填写保护层厚度，本例中是将侧墙、顶板、中板、底板的设计类型均定义为“梁”，柱仍为“柱”。

SAP常用快捷命令：CTRL+L→汉化F2→局部放大F3→恢复全视图F4→显示未变形形状F5→运行分析F6→显示变形形状F8→平移Shift+F8→单步放大Shift+F9→单步缩小“←”→单步左转；“→”→单步右转；“↑”→单步上转；“↓”→单步下转。

Ctrl+E→设置显示选项。

Shift+F12→显示表格Ctrl+A→选择全部在规则的模型时建议采用SAP2000建模，在能更加熟悉SAP的操作的同时也因为两个软件的容差不一样减少运算的误差（SAP和CAD）1. 在CAD中建模：1.简化模型2.不使用0图层，相同截面和材料的杆件用同一图层，不同的杆件选用不同图层；3.杆件分成小段，对于弧形杆件，要分成小段的直线连接；4.不使用多段线。

2.打开SAP，在“帮助”里选择“change language to Chinese”,进行了中文切换；然后新建模型，在“单位”里选择“N，mm, C”, 选择空模板；3.分组：按图层导入模型，可形成不同的组，修改组名：定义→组→修改/显示→组→改组名分别为hengsuo、shusuo、rod、lizhu、dxfin.4.定义材料：添加材料:输入名称tensioned cable→选择设计类型steel或none；查表1-1，修改弹性模量（为145000）和热膨胀系数（为1.200E-05），材料类型一般选各向同性。

（对于索的参数，需参考厂家的信息，这里的参数对于不同的索可能会不相同）5.定义截面这里用框架结构来模拟拉索。

定义→框架截面→在“选择要添加的属性类型”的第二栏选择“add circle”→查表2-2，先选用直径为36的钢索，在材料一栏选截面“tensioned cable”，输入直径36，打开“截面属性”一栏，可看到相应的截面参数，再打开“属性修正”一栏，在横截的轴向面积输入修正系数0.752，因为是用框架结构模拟钢索结构，所以在“围绕2轴的惯性矩”、“围绕3轴的惯性矩”系数应尽可能的小，输入0.01→点击“确认”。

第十五章结构力学问题的计算机求解§1 Sap2000软件简介一、SAP2000简介SAP2000程序是由Edwards Wilson创始的SAP(Structure Analysis Program)系列程序发展而来的，至今已经有许多版本面世。

SAP2000(SAP90的替代品)是这些新一代程序中最新也是最成熟的产品。

集成化的通用结构分析与设计软件自从三十年前SAP诞生以来，它已经成为最新分析方法的代名词。

SAP2000是通用的结构分析设计软件，具有极强的功能，如建模功能(二维模型、三维模型等)、编辑功能(增加模型、增减单元、复制删除等)、分析功能(时程分析、动力反应分析、push-over分析等)、荷载功能(节点荷载、杆件荷载、板荷载、温度荷载等)、自定义功能、以及设计功能等等。

SAP2000计算分析包括以下内容：静力（线性和非线性）分析；动力地震分析和Pushover分析；移动荷载作用下的分析（影响线绘制﹑最不利荷载位置确定及最大值的计算）；桥梁车辆活荷载分析；几何非线性，包括P-Delta和大变形效应；阶段（增量）施工；徐变﹑收缩和老化效应；弹性屈曲分析；稳态和功能谱密度分析；基础隔震与减震分析。

SAP2000适用范围很广，主要适用于模型比较复杂的结构，如桥梁，体育场，大坝，海洋平台，工业建筑，发电站，输电塔，网架等结构形式，当然高层等民用建筑也能很方便的用SAP建模、分析和设计。

SAP2000 中文版是由北京金土木软件技术有限公司、中国建筑标准设计研究院与美国Computers and Structures， Inc（CSI）公司共同研制开发的通用结构分析与设计软件，它是一个有完整功能的程序，可用于最简单和最复杂的项目。

SAP2000引入中国后，添加了中国的建筑及桥梁设计规范，使得SAP2000更易于被中国工程界广泛应用，从而推动中国工程领域的发展。

SAP2000中文版2004年11月正式发布，经过近10年的发展，SAP2000中文版的用户已经遍及全国各个省市及香港、台湾地区。

玻璃幕墙结构SAP2000可以对索结构及玻璃幕墙进行建模和分析,在建模和分析时有一些需要注意的地方：1.索的模拟实际的索和SAP2000中的框架单元，在截面属性上存在一些不同，索是柔性的，不能抵抗弯矩作用，在分析时忽略其抗弯刚度。

因此在建模过程中，我们可以用修正截面属性的办法通过框架单元来模拟索，具体做法是将框架截面属性中的“围绕2轴的惯性矩”和“围绕3轴的惯性矩”设为一个较小值，例如0.1。

2.预应力的施加在SAP2000中可以通过施加应变荷载或温度荷载模拟索中的预拉力。

索的弹性模量E和应变比ε有如下关系：N = ε X E X A温度和应变比也有如下关系：ε = α X △T所以：ε = N / (E X A)，△T = N / (α X E X A)，ε为材料的线膨胀系数在支座固定的情况下降温或施加收缩应变，都将在索中产生拉力。

3.非线性分析对于拉索这种柔性体系的分析，需要用到SAP2000的非线性分析功能。

在分析时应该选择“几何非线性参数”中的“P-∆和大变形”选项，同时应将模拟索的框架单元剖分为足够小的单元，以保证在每个单元内的相对转动较小。

4.荷载和作用根据《点支式幕墙规程》（CECS 127:2001）5.3.1条规定，结构需要按下式考虑荷载和作用的效应组合：对于非线性分析，分析结束时的结构状态/刚度矩阵一般不等于结构的初始状态/刚度矩阵，所以各非线性分析工况的结果一般不能叠加。

对于荷载和作用的效应组合，必须正确安排非线性分析工况的先后次序，后一个非线性分析工况应从前一个非线性分析工况结束时的状态/刚度矩阵开始。

这样可以保证后一个非线性分析工况是在前面的非线性分析工况结果上叠加，因此最后一个非线性分析工况里就包含了前面分析的所有结果，从而得到多个荷载和作用在非线性分析下的效应组合。

5.主要控制指标和因素根据《点支式幕墙规程》5.2.7条规定，索的挠度应控制在l/300以内（l为支承结构的跨度），同一块玻璃面板各支点位移差值和玻璃面板挠度应控制在b/100以内(b为玻璃面板的长边长度)，索中拉力不大于最小整索破断拉力的1/2.5。

采用SAP2000计算索结构过程2016-01-23 17:25:58一、切换中文界面及设置单位打开SAP，在“帮助”里选择“change language to Chinese”,进行了中文切换；然后新建模型，在“单位”里选择“N，mm, C”,选择空模板；二、分组：按图层导入模型，可形成不同的组，修改组名：定义→组→修改/显示→组→改组名分别为hengsuo、shusuo、rod、lizhu、dxfin.三、定义材料：输入名称tensioned cable→选择设计类型steel或none；查表1-1，修改弹性模量为145000（根据厂家提供的表取值）和热膨胀系数（为1.200E-05），材料类型一般选各向同性。

（对于索的参数，需参考厂家的信息，这里的参数对于不同的索可能会不相同），如下图：四、定义截面这里用框架结构来模拟拉索。

定义→框架截面→在“选择要添加的属性类型”的第二栏选择“add circle”→“添加新属性”，查表2-2，先选用直径为36的钢索，截面名称栏输入“S36”，在材料一栏选截面“tensioned cable”，输入直径36，如下图：打开“截面属性”一栏，可看到相应的截面参数，再打开“属性修正”一栏，在横截的轴向面积输入修正系数0.752，因为是用框架结构模拟钢索结构，所以在“围绕2轴的惯性矩”、“围绕3轴的惯性矩”系数应尽可能的小，输入0.01→点击“确认”。

如下图：选择→组→hengsuo、shusuo→tensioned cable用同样的方法定义截面FANGTONG、T、FIX截面。

附：wide flange→工字钢channel→槽钢double channel→双槽钢Tee→T形钢angle→角钢double angle→双角钢box/tube→方通pipe→圆管rectangular→矩形截面circle→圆截面general→自定义截面（定义截面属性）cold formed C→C形冷轧钢cold formed Z→Z形冷轧钢cold formed hat→帽形冷轧钢SD section→自定义截面（定义截面形状）Nonprismatic→变截面定义五、定义载荷工况分别输入载荷名称、类型、自重乘数和自动侧向系数，自重乘数取0，定义风载荷w、玻璃自重boli、温度载荷temp(模拟预应力)、delttemp（实际温度）.除DEAD以外，其它自乘系数均为0，国外一般采用的标准为英标BS6399-95。

玻璃幕墙结构SAP2000可以对索结构及玻璃幕墙进行建模和分析,在建模和分析时有一些需要注意的地方：1.索的模拟实际的索和SAP2000中的框架单元，在截面属性上存在一些不同，索是柔性的，不能抵抗弯矩作用，在分析时忽略其抗弯刚度。

因此在建模过程中，我们可以用修正截面属性的办法通过框架单元来模拟索，具体做法是将框架截面属性中的“围绕2轴的惯性矩”和“围绕3轴的惯性矩”设为一个较小值，例如0.1。

2.预应力的施加在SAP2000中可以通过施加应变荷载或温度荷载模拟索中的预拉力。

索的弹性模量E和应变比ε有如下关系：N = ε X E X A温度和应变比也有如下关系：ε = α X △T所以：ε = N / (E X A)，△T = N / (α X E X A)，ε为材料的线膨胀系数在支座固定的情况下降温或施加收缩应变，都将在索中产生拉力。

3.非线性分析对于拉索这种柔性体系的分析，需要用到SAP2000的非线性分析功能。

在分析时应该选择“几何非线性参数”中的“P-∆和大变形”选项，同时应将模拟索的框架单元剖分为足够小的单元，以保证在每个单元内的相对转动较小。

4.荷载和作用根据《点支式幕墙规程》（CECS 127:2001）5.3.1条规定，结构需要按下式考虑荷载和作用的效应组合：对于非线性分析，分析结束时的结构状态/刚度矩阵一般不等于结构的初始状态/刚度矩阵，所以各非线性分析工况的结果一般不能叠加。

对于荷载和作用的效应组合，必须正确安排非线性分析工况的先后次序，后一个非线性分析工况应从前一个非线性分析工况结束时的状态/刚度矩阵开始。

这样可以保证后一个非线性分析工况是在前面的非线性分析工况结果上叠加，因此最后一个非线性分析工况里就包含了前面分析的所有结果，从而得到多个荷载和作用在非线性分析下的效应组合。

5.主要控制指标和因素根据《点支式幕墙规程》5.2.7条规定，索的挠度应控制在l/300以内（l为支承结构的跨度），同一块玻璃面板各支点位移差值和玻璃面板挠度应控制在b/100以内(b为玻璃面板的长边长度)，索中拉力不大于最小整索破断拉力的1/2.5。

HiStruct 曾于05年的时候写过一篇用sap2000来做索结构分析设计的小文章，那时候主要还是应用sap2000 v8,9版本，如今sap2000程序已经升级到了v12版本，sap2000软件升级好快。

今天帮一位朋友解决一个空间索结构的分析计算问题，于是重翻旧文，顺便做一些更正和补充。

正文如下：一，sap2000中索单元的通用模拟方法1．可以用hook 单元来模拟hook 的属性应该很容易理解，它就是一个只拉的杆件单元，可以用它来模拟一些受力情况类似的索单元，比如可以忽略索自重引起的挠度变形的情况，这里强调的是用hook 的时候，相关参数的设置比较重要，不过没有什么特殊要注意的，根据实际情况来就可以了。

2． 可以用frame 来模拟索 索单元与sap2000采用的frame 单元，存在一些属性上的差距，但是可以通过sap2000的属性修改功能来弥补。

首先分析一下索的特性：比较柔，相当于不承受弯矩，可以设置截面的抗弯刚度为0来实现（这是sap参考推荐的桁架模拟方式，此时不需要释放单元两端弯矩），也有一些人推荐采用设置抗弯刚度有极小值的方式来模拟，原理类似。

空间索结构在实际操作中经常出现解无法收敛的情况，曾经有位朋友找我帮忙计算一个很难收敛的大型桅塔结构，后来经过大量测试在设置frame 单元的抗弯刚度为0，非线性参数自定义时，得到合理的，收敛的分析结果。

其实，只要结构模型建得正确合理，frame 单元的抗弯刚度对于计算结果的影响可以忽略。

至于索的其他参数，比如弹性模量，等效截面面积和直径等，根据实际情况来就可以了。

注：这种方法近似模拟出来的索结构在自重不可忽略的情况下，还是有弯矩存在的。

3． 在v9.0的版本以后，索单元已经独立出来了，即cable 单元，使用cable 单元最重要的就是要理解cable Geometry 的意义，如图1所示，这里非常重要的一个概念就是deformed geometry 是什么意思，它是指通过解析法，理论计算出来的索的垂度，默认的荷载为索的自重状态，当然用户可以增加或者减小，一般来说deformed geometry 来建立模型的话就不需要在模型中计算恒载的局部垂度了，但是对于空间结构而言，建议采用undeformed geometry ，并且分析恒载。

题目一：不同荷载的作用及工况的考虑。

一、建立模型：1、 选择计算量纲为KN,m,C 。

2、 点击File →New Model,出现摸板图案→点击Beam ，在数据输入编辑器中输入：跨度数=2，每一跨长度=5→确定Restraints 没有勾选→OK 并叉掉三维显示窗口。

3、 选中右边杆件→从Edit 菜单中选Replicate 出现复制菜单窗口→单击Radial →选中Parallel to Y→在Angle 里填入90度（另一个-36.87度）→然后删掉右边单元。

4、 选中左边单元的左端点→按鼠标右键出现点的信息→将X 坐标改成-2。

二、从定义菜单Define 中完成以下工作：1. 定义材料：Define →Material →选钢STEEL →点击Modify/Show Material 可查看有关钢的弹性模量及泊松比，修改钢的弹性模量为722.2510/E KN M =⨯ .2. 定义截面。

Define →Frame Sections →Add/Wide Flange 下选择 Add Rectangular →Add NewProperty →用默认名 在Material 域选Steel →在Dimensions 域Depth 和 Width 都改成0.3。

→点OK 。

3. 定义计算荷载的工况，Define →Load Case →程序默认工况名为:DEAD ，用其默认值→OK 。

三、从赋值菜单Assign 中完成以下工作：1、 修改约束：选中点3 →Assign →Joint →Joint Restraints 中只对Translation1打勾→OK 。

2、 选中点1 →Assign →Joint →Joint Restraints →点击绞支座→OK 。

3、 赋截面特征。

选中工具栏中的all ，杆件呈虚线状态→Assign → Frame/Cable Section 指定杆件的材料几何特性→按OK四、从分析菜单Analyze 中完成以下工作1、 设置结构分析类型：由Analyze →Set Analysis Options 出现图窗口选择平面结构按→OK 。