14.4.1 適應(yīng)范圍及主要功能
    SAP2000中文版是由中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院、北京金土木軟件技術(shù)有限公司與美國(guó)CSI公司共同研制開發(fā)的。SAP2000具有40多年的開發(fā)研制與實(shí)際工程應(yīng)用的歷史，在許多國(guó)家和地區(qū)標(biāo)志性建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。SAP2000是通用的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，適用范圍很廣，特別適用于模型比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如高層建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)建筑、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、大壩、大型倉貯結(jié)構(gòu)、海洋平臺(tái)、發(fā)電站、輸電塔、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)形式。在我國(guó)，SAP2000軟件也在各高校和工程界得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是航空航天、土木建筑、機(jī)械制造、船舶工業(yè)、兵器工業(yè)以及石油化工等行業(yè)都大量使用。
    SAP2000具有建模、分析和設(shè)計(jì)功能。SAP2000基于空間有限元分析理論，提供—個(gè)集建模、分析、設(shè)計(jì)于同一可視化窗口界面的操作平臺(tái)。提供簡(jiǎn)潔便利的3D空間建模方法，具有多種常用視圖操作手段。在分析方面，SAP2000提供靜力線性分析、模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析、屈曲分析、多步靜力分析、靜力非線性Pushover分析、彈性及彈塑性時(shí)程分析、穩(wěn)態(tài)分析、功率譜密度分析、移動(dòng)荷載分析、施工順序加載分析等分析方法，其突出特點(diǎn)是分析穩(wěn)定性好、分析速度快、分析結(jié)果信賴度高。在設(shè)計(jì)方面，SAP2000除了具有我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范外，還包括了美國(guó)、加拿大、歐洲等國(guó)家的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，可以直接用于國(guó)際工程項(xiàng)目的分析設(shè)計(jì)。

14.4.2 混凝土結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用要點(diǎn)
    1 高效利用已有模型的數(shù)據(jù)
    使用SAP2000軟件，需要結(jié)構(gòu)工程師定義混凝土及鋼筋材料、框架截面、荷載工況等信息。這些信息的數(shù)據(jù)，在不同工程中往往是一樣的。在為一個(gè)新工程模型建立分析模型時(shí)，可以利用SAP2000的新模型初始化功能，選擇工程師自己的模型文件進(jìn)行模型初始化。軟件將讀取舊模型文件中使用定義菜單定義的信息，而沒有舊模型中的構(gòu)件等不需要的信息。所以，工程師可以根據(jù)自己的習(xí)慣，將自己常用的材料、構(gòu)件截面、荷載工況等信息匯集在一個(gè)模型文件中，這個(gè)模型文件可以專門用來初始化模型。另外，模型初始化時(shí)，需要提醒注意的是選擇好模型的基本單位。SAP2000中模型的基本單位很重要，它是在初始化時(shí)確定的，并且在對(duì)模型的任何操作中，如果單位不一致時(shí)會(huì)按照基本單位轉(zhuǎn)化，這個(gè)基本單位是不能修改的。例如，利用CAD導(dǎo)入某些特殊形狀的構(gòu)件時(shí)，構(gòu)件繪圖的單位應(yīng)與SAP2000的基本單位一致。
    2 合理建立結(jié)構(gòu)模型
    混凝土結(jié)構(gòu)一般由梁、柱、樓板、墻等構(gòu)件組成。使用SAP2000軟件建立結(jié)構(gòu)分析模型時(shí)，需要合理地選擇不同類型的單元模擬不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。建立結(jié)構(gòu)分析模型時(shí)，應(yīng)體現(xiàn)明確的傳力途徑，使得分析模型正確反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況。建模時(shí)主要構(gòu)件以單元的形式體現(xiàn)，可以在其上直接施加荷載，能夠查看其分析結(jié)果。對(duì)于一些次要構(gòu)件，建模時(shí)不需要以單元形式建模，需要考慮其對(duì)整個(gè)模型的影響。例如填充墻在結(jié)構(gòu)分析中不考慮其剛度不需使用單元模擬，對(duì)于靜力分析可以直接將其模擬為荷載，而在動(dòng)力分析中要考慮其質(zhì)量引起的慣性力。又如預(yù)應(yīng)力鋼束，可以模擬為單元也可以模擬為荷載，一般情況以荷載的形式模擬。
    模擬結(jié)構(gòu)邊界條件的合理性，直接影響結(jié)構(gòu)周期等動(dòng)力特性。連接單元在分析模型中經(jīng)常使用?？梢杂眠B接單元模擬彈性地基、阻尼器、隔振器等。結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的主從關(guān)系、剛性隔板、節(jié)點(diǎn)位移相等或?qū)ΨQ關(guān)系等，在SAP2000中通過“節(jié)點(diǎn)束縛”建立。例如，對(duì)于雙塔連體結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)每個(gè)塔分別定義為不同名稱的“剛性隔板”。
    3 分工合作共同建立結(jié)構(gòu)模型
    對(duì)于形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以將結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)部分，采用多個(gè)不同類型的坐標(biāo)軸網(wǎng)系統(tǒng)建立模型。例如具有弧形特征的部分使用柱狀坐標(biāo)軸網(wǎng)系統(tǒng)。坐標(biāo)軸網(wǎng)系統(tǒng)是利用軟件繪制模型的構(gòu)件、捕捉節(jié)點(diǎn)、顯示視圖等功能使用的基礎(chǔ)，它的設(shè)置情況與模型的分析結(jié)果無關(guān)。對(duì)于大型工程，往往需要多人參與建立模型工作。這樣需要事前建立統(tǒng)一的軸網(wǎng)系統(tǒng)，將模型按照空間位置進(jìn)行分工，通過導(dǎo)入功能將模型拼裝在一個(gè)模型文件。為了避免拼裝時(shí)出現(xiàn)致命性錯(cuò)誤，各自的局部模型節(jié)點(diǎn)位置及構(gòu)件等不要重疊。另外，可以利用“拼接”功能，處理多人建模組裝中出現(xiàn)的問題?？梢詫⒚總€(gè)人建立的局部模型分開擺放在不同的位置，將需要“連接”在一起的節(jié)點(diǎn)，指定具有相同的“合并號(hào)”。
    4 快速設(shè)定模型有效自由度
    SAP2000雖然是一個(gè)空間三維的有限元軟件，但是在處理平面問題時(shí)，通過“分析選項(xiàng)”可以直接快捷地設(shè)定平面內(nèi)的有效自由度。對(duì)于具有剛性連接桿件的空間桁架結(jié)構(gòu)，快速自由度選項(xiàng)不能直接設(shè)置為“空間桁架”。如果設(shè)置為“空間桁架”，SAP2000將給所有節(jié)點(diǎn)賦予3個(gè)位移自由度，剛性構(gòu)件將會(huì)出現(xiàn)“鋸齒”狀彎矩圖。
    5 梁柱節(jié)點(diǎn)剛域設(shè)置
    對(duì)于梁、柱等桿件間連接部分的剛度遠(yuǎn)大于中間截面的剛度時(shí)，在計(jì)算模型中可作為剛域處理。SAP2000中可以直接指定框架單元的“端部偏移長(zhǎng)度”和剛域節(jié)點(diǎn)的“剛域系數(shù)”。軟件將根據(jù)梁柱節(jié)點(diǎn)處截面類型的不同按照不同的規(guī)則計(jì)算。例如，對(duì)于梁來說，梁的總長(zhǎng)度為支撐梁的兩個(gè)柱的截面中線之間的距離，取兩個(gè)柱子內(nèi)側(cè)面之間的距離為凈長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度與凈長(zhǎng)度在端點(diǎn)位置的差即為端部偏移的距離。當(dāng)然，端部偏移的距離也可以由工程師自己定義。不管用哪種方法定義剛域長(zhǎng)度，都需要設(shè)定“剛域系數(shù)”。“剛域系數(shù)”取值范圍為0～1，程序默認(rèn)值為0，表示不考慮剛域。“剛度系數(shù)”值的取法工程師需要根據(jù)工程情況確定，一般取值小于0.5。
    6 變截面構(gòu)件的截面定義參數(shù)設(shè)置
    對(duì)于端部加腋的桿件，應(yīng)考慮其截面變化對(duì)結(jié)構(gòu)分析的影響。在SAP2000中，可以利用定義“變截面”的方法定義端部加腋的桿件，對(duì)于加腋部分沿桿件軸線方向高度變化或?qū)挾茸兓伎梢蕴幚?。在定義變截面時(shí)，需要在“EI22變量”或“EI33變量”的輸入域中體現(xiàn)截面的變化。“EI22變量”或“EI33變量”三個(gè)選項(xiàng)為“線性”、“拋物線”和“三次方”。現(xiàn)以矩形截面的“EI33變量”為例進(jìn)行說明。矩形截面的寬度b、高度h，則EI33=E(  )。如果構(gòu)件截面的寬度b在兩個(gè)截面之間線性變化，則導(dǎo)致EI33線性變化，那么“EI33變量”就選擇“線性”；如果構(gòu)件截面的高度h在兩個(gè)截面之間線性變化，則導(dǎo)致EI33三次方變化，那么“EI33變量”就選擇“三次方”。而工字型截面高度線性變化，則導(dǎo)致EI33近似拋物線變化，那么“EI33變量”就選擇“拋物線”。
    7 構(gòu)件截面形心位置偏移的處理
    混凝土結(jié)構(gòu)中由于建筑立面要求，經(jīng)常有構(gòu)件之間不是按照構(gòu)件截面形心對(duì)齊，而是與構(gòu)件外邊緣對(duì)齊。這種構(gòu)件軸線的偏移，有時(shí)是水平的，有時(shí)是豎向的。在SAP2000中，利用“插入點(diǎn)”功能可以處理構(gòu)件截面形心位置偏移的問題。SAP2000將繪制構(gòu)件時(shí)的節(jié)點(diǎn)稱為“主要點(diǎn)”，截面上的點(diǎn)稱為“控制點(diǎn)”。工程師可以選擇截面的“控制點(diǎn)”，并指定“控制點(diǎn)”到“主要點(diǎn)”的偏移量。這個(gè)偏移量依據(jù)實(shí)際情況采用局部坐標(biāo)系或整體坐標(biāo)系輸入，值的正負(fù)按照坐標(biāo)軸方向確定。這里，偏移量一般是垂直于構(gòu)件軸線的，不是沿構(gòu)件軸線方向的偏移。當(dāng)使用“插入點(diǎn)”命令指定構(gòu)件截面形心位置偏移后，在視圖上不能直接地看到偏移的效果。這時(shí)，可以勾選“拉伸顯示”，視圖上構(gòu)件將以實(shí)際截面形式顯示，可以轉(zhuǎn)換角度查看構(gòu)件偏移得是否正確。例如，繪制一個(gè)矩形截面梁，其梁高從左向右由小變大，梁的頂標(biāo)高是一樣的。這時(shí)，需要定義一個(gè)變截面類型的截面，并且指定插入點(diǎn)以頂部中點(diǎn)為“控制點(diǎn)”。有時(shí)構(gòu)件偏移對(duì)于結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)影響不大時(shí)，僅在出圖時(shí)顯示構(gòu)件是偏移的，這時(shí)SAP2000提供一個(gè)復(fù)選框，勾選時(shí)不考慮偏移的影響。
    8 振型分析方法的選擇
    對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)，一般可以采用特征向量法進(jìn)行模態(tài)分析。特征向量分析確定系統(tǒng)無阻尼自由振動(dòng)的振型和頻率。SAP2000還提供了Ritz向量法。推薦使用Ritz向量法進(jìn)行振型分析，Ritz向量法比特征向量法以較少的振型數(shù)提供更精確的振型。分析結(jié)束后可以直接查看結(jié)構(gòu)周期、質(zhì)量參與系數(shù)等信息。在進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，如果出現(xiàn)局部振動(dòng)或計(jì)算陣型數(shù)量非常大時(shí)累計(jì)質(zhì)量參與系數(shù)還達(dá)不到90％，應(yīng)檢查建立的模型是否合理。
    9 時(shí)程分析地震波參數(shù)的設(shè)定
    進(jìn)行時(shí)程分析需要選用地震波以及設(shè)置比例系數(shù)。SAP2000提供了一些實(shí)測(cè)地震波，按場(chǎng)地類型分類，設(shè)計(jì)人員可以直接選用。按照抗震規(guī)范的要求需要調(diào)整加速度峰值，在SAP2000中是依靠輸入“時(shí)程工況”定義中“比例系數(shù)”完成的。“比例系數(shù)” =規(guī)范峰值加速度/實(shí)測(cè)地震波加速度，這里提醒注意規(guī)范峰值加速度應(yīng)換算為模型基本單位。例如，實(shí)測(cè)地震波的峰值加速度為348.15cm/s2，結(jié)構(gòu)模型的主單位是Nmm℃，規(guī)范規(guī)定的時(shí)程分析所用地震加速度時(shí)程的峰值為110cm/s2。此時(shí)比例系數(shù)取為3.1596。軟件將時(shí)程函數(shù)中的每個(gè)加速度數(shù)據(jù)乘積這個(gè)比例系數(shù)后，變成當(dāng)前模型單位下的地震加速度值，其峰值加速度與規(guī)范要求的數(shù)值一致。如果工程項(xiàng)目的安評(píng)報(bào)告中提供了人工地震波，在SAP2000中選擇“從文件中導(dǎo)入”，直接讀取地震波數(shù)據(jù)文件。
    10 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析
    SAP2000的動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析具有優(yōu)勢(shì)。由于動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析計(jì)算量很大、占用大量計(jì)算時(shí)間，同時(shí)存在收斂問題，所以在建立模型時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，僅在構(gòu)件內(nèi)力較大可能進(jìn)入塑性的部位，設(shè)置塑性鉸、纖維鉸或使用分層殼。模擬梁或柱進(jìn)入塑性狀態(tài)，可以使用塑性鉸。對(duì)于受彎混凝土梁，一般在梁端部設(shè)置彎矩鉸(M2或M3鉸)；對(duì)于壓彎混凝土柱可以選擇設(shè)置軸力鉸(P鉸)、彎矩鉸(M2或M3鉸、M2-M3耦合鉸)、壓彎鉸(P-M2、P-M3或P-M2-M3耦合鉸)。纖維鉸可以分別考慮鋼筋及混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，可以直接使用約束混凝土本構(gòu)模型。對(duì)于剪力墻，需要使用分層殼單元模擬，將剪力墻分成混凝土層和等效鋼筋層進(jìn)行模擬。在實(shí)際模型分析中，如果把所有的剪力墻都用分層殼模擬，會(huì)引起沒有必要的過大計(jì)算量。
    進(jìn)行時(shí)程分析，可以選用直接時(shí)間積分法。時(shí)間積分法涉及許多控制時(shí)間積分收斂速度和影響計(jì)算精度的參數(shù)。工程師可以根據(jù)需要選擇不同的積分方法，SAP2000提供了Newmark法、Wilson法、排列法、Hiber-Huges-Taytor法(HHT法)和Chung and Hulbert法。每種積分法都有各自的參數(shù)設(shè)定。建議使用HHT法，只需要設(shè)定一個(gè)參數(shù)α，其值在-1/3～1之間。進(jìn)行非線性時(shí)程分析，宜先進(jìn)行試算，然后再全程分析。試算可以先放松收斂要求，取α=-1/3。當(dāng)能夠判斷出所建立的模型正確性，非線性單元表現(xiàn)正常之后，再逐步增加α接近或等于1，以提高計(jì)算精度。
    11 考慮二階效應(yīng)
    當(dāng)結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)可能使作用效應(yīng)顯著增大時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)考慮二階效應(yīng)的不利影響。SAP2000在非線性工況下能夠考慮二階效應(yīng)，即靜力Pushover分析、選擇直接時(shí)間積分法非線性時(shí)程分析以及施工順序加載工況。在這些工況定義時(shí)，幾何非線性參數(shù)可以勾選“P-△”或“P-△和大變形”選項(xiàng)。
    12 間接作用分析
    針對(duì)新混凝土規(guī)范新增對(duì)間接作用分析的要求，使用SAP2000軟件可以直接考慮混凝土的收縮、徐變以及溫度變化等間接作用。在材料的高級(jí)屬性定義中定義“基于時(shí)間的屬性”，并把它指定給混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。分析時(shí)采用靜力分析荷載工況，分析類型選用“非線性階段施工”。對(duì)于溫度變化，可以直接在混凝土構(gòu)件指定均勻溫升或溫降，或上下表面的溫度梯度變化。例如，樓板或大體積混凝土溫度變化復(fù)雜的情況，可以利用“節(jié)點(diǎn)樣式”處理溫度復(fù)雜變化函數(shù)。
    13 考慮構(gòu)件開裂影響的方法
    考慮裂縫對(duì)構(gòu)件剛度的影響，按彈性方法進(jìn)行近似計(jì)算?？梢岳肧AP2000自帶的截面設(shè)計(jì)器，得到構(gòu)件截面的P-M曲線，查看構(gòu)件截面開裂慣性矩Icr；構(gòu)件屬性的截面慣性矩I可以直接在SAP2000中查看。然后，計(jì)算一下兩者的比值。這一比值就是裂縫對(duì)構(gòu)件剛度的影響，可以指定為構(gòu)件截面剛度的折減系數(shù)。
    14 模型正確性檢查的便捷方法
    分析模型建立之后，要認(rèn)真對(duì)模型進(jìn)行檢查。可以利用材料定義時(shí)指定的不同顏色，彩色顯示材料以判斷構(gòu)件材料的混凝土標(biāo)號(hào)是否正確；利用截面定義時(shí)指定的不同顏色，彩色顯示截面以判斷構(gòu)件截面是否正確；利用拉伸功能和顯示局部坐標(biāo)軸配合檢查截面的高寬方向放置是否正確；利用“對(duì)象收縮”顯示查看構(gòu)件之間相互關(guān)系是否正確等等。檢查模型是必要的，及早發(fā)現(xiàn)模型問題可以避免走很多彎路。模型檢查結(jié)束后，先只運(yùn)行DEAD工況進(jìn)行分析，查看恒載作用下結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力是否合理。在確認(rèn)模型基本正確的前提下，再運(yùn)行Model及其他動(dòng)力時(shí)程工況等的分析。

14.4.3 應(yīng)用問題釋疑
    首先要建立一個(gè)反應(yīng)實(shí)際結(jié)構(gòu)受力特性的有限元模型，然后施加必要的約束與束縛關(guān)系，以減少自由度數(shù)目及增加自由度之間應(yīng)有的變形束縛關(guān)系。接著要注意正確設(shè)置材料、截面、荷載、分析工況等相關(guān)參數(shù)，運(yùn)行分析和設(shè)計(jì)得到分析設(shè)計(jì)結(jié)果。這個(gè)過程也是一個(gè)反復(fù)修改的過程，對(duì)分析和設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性進(jìn)行判斷，修改模型以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。最后，整理分析設(shè)計(jì)報(bào)告?；趶V大工程應(yīng)用中存在的共通問題，歸納出以下內(nèi)容進(jìn)行釋疑。
    1 風(fēng)荷載的施加
    在一些沿海地區(qū)，風(fēng)荷載的作用比地震作用還要重要。正確施加風(fēng)荷載，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性。SAP2000提供兩種施加風(fēng)荷載的方法，即“來自剛性隔板”和“來自面對(duì)象”。需要先定義一個(gè)荷載模式，類型為“WIND”，自動(dòng)側(cè)向荷載模式選擇中國(guó)規(guī)范。如果結(jié)構(gòu)中樓板設(shè)為剛性隔板，程序?qū)⒏鶕?jù)剛性隔板在迎風(fēng)面的寬度和高度，計(jì)算風(fēng)荷載的作用面積。如果結(jié)構(gòu)中沒有剛性隔板，無法使用這種方法。如果結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，各風(fēng)力作用面上風(fēng)壓系數(shù)不同，只能選擇風(fēng)荷載“來自面對(duì)象”?？梢赃x擇代表結(jié)構(gòu)維護(hù)構(gòu)件的面對(duì)象，直接指定風(fēng)壓系數(shù)。對(duì)于沒有維護(hù)構(gòu)件的模型，可以利用“虛面”充當(dāng)維護(hù)構(gòu)件，再給“虛面”指定風(fēng)壓系數(shù)。虛面是在繪制面對(duì)象時(shí)選擇截面屬性為“None”。
    2 板的模擬及導(dǎo)荷
    在SAP2000中，板按照其受力特點(diǎn)可以模擬為三類：膜單元、板單元及殼單元。膜單元只具有平面內(nèi)的剛度，承受膜力，建筑結(jié)構(gòu)中樓板通常用膜單元來模擬；板單元的行為與膜單元相反，只具有平面外的剛度，承受彎矩。殼單元的力學(xué)行為是膜單元與板單元之和，即具有面內(nèi)剛度又具有面外剛度。選擇殼單元時(shí)，如果厚寬比h/L＜0.1，選擇薄殼。房屋結(jié)構(gòu)一般選用膜單元模擬，不能進(jìn)行自動(dòng)剖分，因?yàn)槿绻史种笊傻膬?nèi)部節(jié)點(diǎn)具有6個(gè)自由度，而與之相連的膜單元僅具有面內(nèi)剛度貢獻(xiàn)，這樣分析時(shí)會(huì)造成方程病態(tài)。選用殼單元時(shí)，為了提高計(jì)算精度，應(yīng)指定殼單元的自動(dòng)剖分，劃分為小的單元進(jìn)行分析。結(jié)構(gòu)中，有些板對(duì)象僅需要傳遞荷載到板邊緣上的框架單元，針對(duì)這種需求，SAP2000提供面荷載導(dǎo)荷功能，可以指定將板上的荷載按照單向板或雙向板，將荷載導(dǎo)到周圍的框架單元上。
    3 AutoCAD導(dǎo)入與組結(jié)合使用
    經(jīng)常有工程師利用AutoCAD繪制模型，然后利用SAP2000的導(dǎo)入功能建模。例如大型空間桁架，構(gòu)件數(shù)量很多，上弦桿、下弦桿及腹桿的截面都不一樣。如果將CAD模型直接導(dǎo)入到SAP2000中，再在3D視圖中選擇線對(duì)象指定桿件截面、施加荷載等操作都是非常麻煩的。如果與組的功能結(jié)合使用，可以使得導(dǎo)入后的操作變得簡(jiǎn)單。在AutoCAD繪制構(gòu)件時(shí)，把要定義為一個(gè)組的構(gòu)件(例如：截面屬性相同的構(gòu)件)繪制在一個(gè)圖層中，SAP2000導(dǎo)入操作時(shí)按圖層導(dǎo)入。例如，把截面相同的腹桿都繪制在一個(gè)圖層。在SAP2000中導(dǎo)入一個(gè)圖層后，可以使用“全選”選擇所有的構(gòu)件，指定到一個(gè)組中。在導(dǎo)入第二個(gè)圖層之前，需要將模型中的構(gòu)件全部隱藏起來。因?yàn)镾AP2000對(duì)于看不見的構(gòu)件不進(jìn)行任何操作，這樣就把原來的已經(jīng)定義到組中的構(gòu)件保護(hù)起來。然后，重復(fù)上述操作導(dǎo)入其他組的構(gòu)件。導(dǎo)入之后，給構(gòu)件指定截面、施加荷載之前，選擇構(gòu)件時(shí)使用組選擇。
    4 方程病態(tài)、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、丟失精度
    工程師在運(yùn)行分析時(shí)，經(jīng)常發(fā)生提示方程病態(tài)、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或丟失精度等問題。此時(shí)，宜先運(yùn)行DEAD靜力工況，查看變形圖是否正常；然后，運(yùn)行振型分析，動(dòng)畫顯示振型，查看是否有構(gòu)件變形異?；虬l(fā)生局部振動(dòng)。方程病態(tài)一般是由于單元?jiǎng)偠葹榱慊蜇?fù)值造成的；結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的主要原因是結(jié)構(gòu)的構(gòu)件并沒有連接上，沒有構(gòu)建為靜定或超靜定結(jié)構(gòu)。發(fā)生這種情況的可能原因：板采用膜單元模擬時(shí)指定自動(dòng)剖分、桿件單元節(jié)點(diǎn)自由度釋放過度、有剛節(jié)點(diǎn)的空間桁架分析選項(xiàng)設(shè)置為空間桁架、模型中存在多于五邊形的板單元等。丟失精度的直接原因是模型中構(gòu)件的剛度數(shù)量級(jí)相差懸殊，以至于運(yùn)算過程中將小的剛度忽略掉了。例如：模型中存在阻尼器、縫或勾等連接單元，要限制某一內(nèi)部彈簧中的彈性變形，使用了非常大的k值。一般連接單元比較大的k值可以設(shè)為其他連接單元k值的102或104倍就足夠大了。
    5 重力荷載代表值
    按照抗震規(guī)范要求，需要計(jì)算地震作用時(shí)建筑的重力荷載代表值，例如1.0恒載+0.5活載。SAP2000中通過定義“質(zhì)量源”，來計(jì)算重力荷載代表值。SAP2000中的質(zhì)量有三種方式提供，即來自對(duì)象、荷載工況、附加質(zhì)量。其中來自“荷載工況”的質(zhì)量，可以對(duì)應(yīng)各荷載工況定義不同的“質(zhì)量乘數(shù)”，“質(zhì)量乘數(shù)”即為各可變荷載工況的組合值系數(shù)。質(zhì)量源“來自對(duì)象”，則程序會(huì)從對(duì)象中找到材料的質(zhì)量密度再乘以對(duì)象的體積得到質(zhì)量，計(jì)算模型中所有構(gòu)件的質(zhì)量；來自“荷載工況”，則程序會(huì)將對(duì)每個(gè)荷載工況與質(zhì)量乘數(shù)乘積后再對(duì)所有工況求和；來自“附加質(zhì)量”，則程序直接把質(zhì)量計(jì)入。SAP2000在定義質(zhì)量源時(shí)提供三個(gè)選項(xiàng)，用來指定上述三種方式的組合情況，即1)來自對(duì)象和附加質(zhì)量、2)來自荷載、3)來自對(duì)象、附加質(zhì)量以及荷載。通常在定義DEAD荷載模式時(shí)將自重乘數(shù)設(shè)置為1，程序自動(dòng)計(jì)算結(jié)構(gòu)的自重。這個(gè)荷載工況計(jì)算的質(zhì)量與“來自對(duì)象”是等效的。所以，質(zhì)量源通常選擇“來自荷載”工況，并且對(duì)應(yīng)不同的荷載工況需要輸入質(zhì)量乘數(shù)。例如指定恒載工況和活載工況的系數(shù)分別為1.0和0.5。在這種情況下如果選擇“來自對(duì)象、荷載工況及附加質(zhì)量”的話，“來自對(duì)象”將從對(duì)象質(zhì)量密度計(jì)算對(duì)象的質(zhì)量、“荷載工況”將設(shè)置了重力乘數(shù)為1的DEAD工況又重新計(jì)算了一遍重量折成了質(zhì)量。這樣，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量就考慮了兩次，需要特別注意。
    注：若需獲取SAP2000相關(guān)教學(xué)錄像、功能演示錄像、常見問題答疑等技術(shù)資料，請(qǐng)?jiān)L問北京金土木軟件技術(shù)有限公司主頁www.bjcks.com；更多技術(shù)信息請(qǐng)?jiān)L問金土木知識(shí)庫：http：//wiki.bjcks.com