基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析

第7講基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析主講：河海學(xué)院E-mail：XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析目錄7.1SAP2000簡介 7.2SAP000結(jié)構(gòu)靜力分析操作步驟

——以A港散糧進(jìn)口泊位-80000t級-高樁梁板式結(jié)構(gòu)為例

XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.1SAP2000簡介7.1.1SAP2000的發(fā)展史20世紀(jì)70年代初，Willson美國教授等人編制了結(jié)構(gòu)通用有限元分析程序SAP5（StructureAnalysisProgram），隨后該程序在國際上得到了極其廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代，又推出微機(jī)版本。此后，Willson教授等人綜合了有關(guān)的新理論及新分析方法，又編制了一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)有限元分析程序SAP2000版本。7.1.2SAP2000集成化軟件SAP2000是集成化的通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，SAP2000三維圖形環(huán)境中提供了多種建模、分析和設(shè)計(jì)選項(xiàng)，且完全在一個(gè)集成的圖形界面內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在今天的市場上SAP2000已經(jīng)被證實(shí)是最具集成化、高效率和實(shí)用的通用結(jié)構(gòu)軟件。XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.1.3SAP2000的功能1.建模

框架（梁、柱）單元、板單元、索單元、殼單元、平面單元、實(shí)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(yīng)譜分析、時(shí)程分析、曲屈分析、移動(dòng)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(shè)計(jì)

選擇規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算。

主要包括道路、橋梁、港口碼頭、工民建、輸電塔、設(shè)備基礎(chǔ)、索膜結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)場所、演出場所等特種結(jié)構(gòu)。7.1.4SAP2000針對的主要結(jié)構(gòu)類型XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.1.5SAP2000主要操作界面（中文版）XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.2SAP000結(jié)構(gòu)靜力分析操作步驟1.建立三維模型，導(dǎo)入SAP2000當(dāng)中；2.定義材料、截面類型；3.指定相應(yīng)截面到三維模型中；4.定義樁土相互作用的邊界條件；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(diǎn)荷載——船舶荷載；（2）框架荷載（線性均布荷載）；（3）移動(dòng)荷載——門機(jī)荷載；7.計(jì)算分析；8.結(jié)果后處理；（1）荷載組合；（2）結(jié)果顯示；（3）各單元內(nèi)力值；（4）結(jié)果導(dǎo)出到Excel。7.2.1總體步驟XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.2.2實(shí)例分析——以A港散糧進(jìn)口泊位-80000t級-高樁梁板式結(jié)構(gòu)為例工程概況

本文以某港口工程項(xiàng)目為例，分別對豎向彈性地基法和假想嵌固點(diǎn)法進(jìn)行對比研究。該港共設(shè)2個(gè)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(jìn)口作業(yè)；其二為70000t級大型專業(yè)化集裝箱泊位。碼頭結(jié)構(gòu)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(tái)的1個(gè)結(jié)構(gòu)段作為算例，碼頭總長270m，分為4個(gè)結(jié)構(gòu)段，其總寬度31.52m，其中前方樁臺(tái)寬度為18.5m。如后圖所示，為該結(jié)構(gòu)段的三維立體模型圖和高樁碼頭結(jié)構(gòu)斷面圖。該碼頭橫向排架間距10m，用于計(jì)算的結(jié)構(gòu)段總長65m，共6跨7個(gè)排架。XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析1.建立三維模型，導(dǎo)入SAP2000注意：1.建模過程中，不能以“0”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(biāo)系選取。XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析導(dǎo)入SAP2000的操作步驟：文件→導(dǎo)入→AutoCAD.dxf文件XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析注意：1.導(dǎo)入時(shí)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”。XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)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→XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)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XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)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XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析3.指定相應(yīng)截面到三維模型中1）桿件單元截面操作步驟：選中對應(yīng)的桿件單元→指定→框架→框架截面（重復(fù)操作）XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析2）板單元截面操作步驟：繪圖→繪制多邊形面→每個(gè)梁格都繪制1次XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析拉伸顯示XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析4.定義樁土相互作用的邊界條件（假想嵌固點(diǎn)法）操作步驟：選中各樁基最下面的節(jié)點(diǎn)→指定→節(jié)點(diǎn)→約束選中各樁最下面節(jié)點(diǎn)XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)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XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析定義好“荷載模式”之后，自動(dòng)到“荷載工況”當(dāng)中XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析6.在三維模型上施加靜力荷載工況（1）節(jié)點(diǎn)荷載——船舶荷載；操作步驟：選中集中荷載作用的節(jié)點(diǎn)→指定→節(jié)點(diǎn)荷載→力XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)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XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析（3）移動(dòng)荷載——門機(jī)荷載1）定義門機(jī)軌道操作步驟：記錄下模型中門機(jī)軌道梁的單元編號(hào)→定義→橋梁荷載→車道XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析2）定義門機(jī)輪子數(shù)、輪距、支腿間距操作步驟：定義→橋梁荷載→車輛XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析3）定義門機(jī)類別操作步驟：定義→橋梁荷載→車輛類別XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析4）定義門機(jī)荷載工況為移動(dòng)荷載操作步驟：定義→荷載工況XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析7.計(jì)算分析1）操作步驟：分析→設(shè)置分析選項(xiàng)XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析2）操作步驟：分析→運(yùn)行分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析8.結(jié)果后處理（1）荷載組合操作步驟：定義→荷載組合XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析（2）結(jié)果顯示XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析操作步驟：顯示→顯示力/應(yīng)力→框架/索/鋼束XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析XXX屆港航系XXX組畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)—基于SAP2000的高樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力分析（3）各單元內(nèi)力值以某