2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導-第7講-基于sap2000的高樁碼頭結構靜力計算分析-20130412

1、第7講 基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,二〇一三年四月,主 講：吳林鍵,河海學院 12級碩（6）班,E-mail：wljabgf@126.com,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,目 錄,7.1 SAP2000簡介7.2 SAP000結構靜力分析操作步驟 ——以A港散糧進口泊位-80000t級-高樁梁板式結構為例,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP

2、2000的高樁碼頭結構靜力分析,7.1 SAP2000簡介,7.1.1 SAP2000的發(fā)展史,20世紀70年代初，Willson美國教授等人編制了結構通用有限元分析程序SAP5（Structure Analysis Program），隨后該程序在國際上得到了極其廣泛的應用。20世紀80年代，又推出微機版本。 此后，Willson教授等人綜合了有關的新理論及新分析方法，又編制了一個全新的結構有限元分析程序SAP200

3、0 版本。,7.1.2 SAP2000集成化軟件,SAP2000是集成化的通用結構分析與設計軟件，SAP2000三維圖形環(huán)境中提供了多種建模、分析和設計選項，且完全在一個集成的圖形界面內實現(xiàn)。在今天的市場上SAP2000已經(jīng)被證實是最具集成化、高效率和實用的通用結構軟件。,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,7.1.3 SAP2000的功能,1. 建模 框架（梁、柱）單元、板

4、單元、索單元、殼單元、平面單元、實體單元、連接單元、鉸單元等單元。􀁺 2. 分析 靜力分析、振型分析、反應譜分析、時程分析、曲屈分析、移動荷載分析、穩(wěn)態(tài)分析、功能譜密度分析、靜力Pushover分析、施工順序加載分析等。􀁺 3. 設計 選擇規(guī)范進行驗算。,主要包括道路、橋梁、港口碼頭、工民建、輸電塔、設備基礎、索膜結構、運動場所、演出場所等特種結構。,7

5、.1.4 SAP2000針對的主要結構類型,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,7.1.5 SAP2000主要操作界面（中文版）,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,7.2 SAP000結構靜力分析操作步驟,1. 建立三維模型，導入SAP2000當中；2. 定義材料、截面類型；3. 指定相應截面到三維模型中；4. 定義樁土相互作用的邊界條件；

6、5. 定義荷載模式（荷載工況）；6. 在三維模型上施加靜力荷載工況； （1）節(jié)點荷載——船舶荷載； （2）框架荷載（線性均布荷載）； （3）移動荷載——門機荷載；7. 計算分析；8. 結果后處理；（1）荷載組合；（2）結果顯示；（3）各單元內力值；（4）結果導出到Excel。,7.2.1 總體步驟,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,7.2.2 實例分析

7、——以A港散糧進口泊位-80000t級-高樁梁板式結構為例,工程概況,本文以某港口工程項目為例，分別對豎向彈性地基法和假想嵌固點法進行對比研究。該港共設2個泊位，其一為80000t級大型專業(yè)化散貨泊位，主要針對該國散糧谷物的進口作業(yè)；其二為70000t級大型專業(yè)化集裝箱泊位。碼頭結構型式均為高樁梁板式，基樁采用鋼管樁，從下至上依次為橫梁、縱梁、面板。 本節(jié)以80000t級散糧碼頭前方樁臺的1個結構段作為算例，碼頭總長27

8、0m，分為4個結構段，其總寬度31.52m，其中前方樁臺寬度為18.5m。如后圖所示，為該結構段的三維立體模型圖和高樁碼頭結構斷面圖。該碼頭橫向排架間距10m，用于計算的結構段總長65m，共6跨7個排架。,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,1. 建立三維模型，導入SAP2000,注意：1. 建模過程中，不能以“0

9、”圖層作為繪圖圖層；繪圖圖層的命名只能用數(shù)字；3. 建模過程中的坐標系選取。,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,導入SAP2000的操作步驟：文件→導入→Auto CAD. dxf文件,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,注意：1. 導入時整體單位的選擇“kN，m，C”；2. SAP2000界面中的主單位也選擇“kN，m，C”。,,,2

10、013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2. 定義材料、截面類型,1） 定義材料操作步驟 定義→材料→,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2

11、000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2） 定義框架截面操作步驟 定義→截面屬性→框架截面,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,2013屆港航系李怡

12、組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,3） 定義板單元截面操作步驟 定義→截面屬性→面單元,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁

13、碼頭結構靜力分析,,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,3. 指定相應截面到三維模型中,1）桿件單元截面操作步驟：選中對應的桿件單元→指定→框架→框架截面（重復操作）,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2）板單元截面操作步驟：繪圖→繪制多邊形面→每個梁格都繪制1次,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析

14、,拉伸顯示,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,4. 定義樁土相互作用的邊界條件（假想嵌固點法）,操作步驟：選中各樁基最下面的節(jié)點→指定→節(jié)點→約束,選中各樁最下面節(jié)點,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼

15、頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,5. 定義荷載模式（荷載工況）,操作步驟：定義→荷載模式,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,定義好“荷載模式”之后，自動到“荷載工況”當中,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,6. 在三維模型上施加靜力荷載工況（1）節(jié)點荷載——船舶荷載；,操作步

16、驟：選中集中荷載作用的節(jié)點→指定→節(jié)點荷載→力,,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,（2）框架荷載（線性均布荷載）,操作步驟：選中均布荷載作用的框架→指定→框架荷載→分布,,,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2

17、000的高樁碼頭結構靜力分析,（3）移動荷載——門機荷載,1）定義門機軌道,操作步驟：記錄下模型中門機軌道梁的單元編號→定義→橋梁荷載→車道,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2）定義門機輪子數(shù)、輪距、支腿間距,操作步驟：定義→橋梁荷載→車輛,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP200

18、0的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,3）定義門機類別,操作步驟：定義→橋梁荷載→車輛類別,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,4）定義門機荷載工況為移動荷載,操作步驟：定義→荷載工況,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP

19、2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,7. 計算分析,1）操作步驟：分析→設置分析選項,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2）操作步驟：分析→運行分析,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,8. 結果后處理（1）荷載組合,操作步驟：定義→荷載組合,,2013屆港航系

20、李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,,,,,,（2）結果顯示,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,操作步驟：顯示→顯示力/應力→框架/索/鋼束,,,,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,2013屆港航系李怡組畢業(yè)設計指導—基于SAP2000的高樁碼頭結構靜力分析,（3）各單元內力值,以某一根樁為例,操作步驟：在模型上選中這一根樁