Tutorial SAP2000

  • View
    365

  • Download
    22

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tutorial SAP2000

Text of Tutorial SAP2000

  • TUTORIAL SAP 2000-Structura metalica in cadre cu contravantuiri excentrice si centrice-

    1.Bibliografie Recomandata(1)Sectiunea Help din SAP2000(2) Tutoriale Video de pe pagina web

    http://www.csiamerica.com/sap2000/watch-and-learn#page=page-1

    (3) Iolanda Gabrial Craifaleanu- Introducere in calculul structural cu programul SAP2000(In aceasta carte pot fi gasite si modurile de setare a programului conforme cu normativele romanesti P100-)

    2.Scurta prezentare a programului SAP2000Programul SAP200 este unul dintre cele mai performante programe de calcul structural

    existente la momentul de fata. Initial programul a fost creat de profesorul Edward L. Wilson de la Universitatea California din Berkley, ulterior acesta fiind preluata de firma Computers and Structures Inc. Acest program este utilizat pe o scara larga de catre inginerii structuristi atat pe plan national cat si pe plan mondial.

    Asa cum spune si numele, Structural Analysis Programe, SAP200 este un program de calcul structural complex care poate fi folosit pentru modelarea si calculul structurilor civile, industriale si agricole cat si pentru realizarea lucrarilor de arte ingineresti.

    Programul exista in 4 variante, care au diferite caracteristici. In varianta sa de baza (Basic), programul efectueaza principalele tipuri de calcule necesare pentru activitatea curenta deproiectare. Totusi utilizarea incarcarilor mobile (Moving loads) nu este posibila. Elementele disponibile sunt cele de tip bara (Frame) si de tip placa (Shell). Este de mentionat insa ca modelul este limitat la existenta a 1500 de noduri (Joints).

    In variantele mai avansate ale programului Plus si Advanced pot fi efectuate si calcule mai sofisticate decat in varianta Basic. Aceste calcule include: calculul dinamic de tip time-history,calculul pentru incarcari mobile aplicate pe elemente de tip bara, calculul de flambaj, diferite tipuri de calcul static neliniar etc. Pe langa capacitatea de efectuare a unor calcule mai specializate aceste variante ale programului permit si realizarea unor modele fara niciun fel de restrictii pentru numarul elementelor si a nodurilor prezente in program, dar si utilizarea elementelor de tip solid in stare spatiala de eforturi.

    Ultima varianta a programului, care se numeste Ultimate, reprezinta varianta completa a programului.

    Este de subliniat ca programul SAP2000 pe langa capacitatea sa de calcul dispune si de un modul de proiectare (Design) pentru structurile din beton si/sau otel, bazate pe prescriptiile mai

    1

  • multor normative aflate in vigoare. Printre normativele incorporate in program se afla si Eurocodurile, dar si anumite Anexe Nationale ale acestora.

    Un atu important al programului este posibilitatea de preluare, respectiv de exportare, a modelului din AutoCAD, Tekla Structures si diferite alte formate cum ar fi IFC, CIS/2 etc. De asemenea programul face posibil prelucrarea rezultatelor in forma tabelara cu ajutorul programelor Microsoft Excel si/sau Microsoft Access.

    3.Interfata de lucru a programului SAP2000

    Fig.

    1 In

    terf

    ata

    de lu

    cru

    a pr

    ogra

    mul

    ui S

    AP20

    00

    2

  • 4.Realizarea modelului structurii metalice in cadre cu contravantuiri centrice si excentrice

    Fig.2 Modelul structural propus

    4.1. Etapele definirii modelului

    In mod uzual etapele pentru realizarea unui model in programul SAP2000 sunt urmatoarele:

    1. Specificarea datelor generale ale modelului: a) Unitati de masura (de baza) in care se lucreaza

    b) Definirea axelor structurii

    c) Definirea proprietatilor materialelor din care este alcatuita structura

    d) Definirea caracteristicilor sectiunilor elementelor structurale (bare, placi etc)

    2. Crearea modelului structural 3. Specificarea conditiilor de rezemare pe teren a structurii 4. Specificarea legaturilor interioare ale structurii

    a) Tipul conexiunii barelor la noduri (articulatie, incastrare etc)

    b) Definirea legaturilor interioare speciale ( diafragme rigide de planseu etc)

    3

  • 5. Specificarea datelor privind actiunile asupra structurii a) Definirea tipurilor si a cazurilor de incarcare

    b) Aplicarea incarcarilor statice pe constructie

    c) Definirea datelor pentru calculul dinamic: mase la noduri, sursele de masa pentru structura in sine, spectre de calcul, functii pentru calculul dinamic liniar.

    d) Cazuri de calcul dinamic

    e) Combinatii (Grupari) de incarcari

    6. Specificarea optiunilor de calcul si a altor optiuni auxiliare a) Selectarea optiunilor de calcul (calcul plan/spatial, parametri de calcul etc.)

    b) Definirea optinilor auxiliare privind gruparea elementelor, structura fisierelor de rezultate etc.

    Parcurgerea tuturor etapelor mai sus amintite nu este obligatoriu in toate cazurile. Etapele parcurse pentru realizarea calculului structural cu ajutorul programului SAP2000 pot varia in functie de particularitatile proiectului realizat in program.

    4.1.1 Specificarea datelor generale ale modelului Definirea unitatilor de masura utilizate pentru crearea proiectului

    Aceasta operatiune este de o importanta majora. Din aceasta cauza se recomanda ca selectarea unitatilor de masura pentru modelul structural sa fie obligatoriu prima operatiune efectuata dupa lansarea programului. Definirea unitatilor de masura se va face dincoltul din dreapta jos a ecranului (Fig. 1). Dupa cum se vede si in figura de mai jos pentru realizarea modelului propus din bara alaturata se va selecta optiunea KN,m,C (Prima valoare reprezinta unitate de baza pentru forte, a doua valoare reprezinta unitatea de masura pentru lungimi, iar ultima variabila reprezinta unitatea de masura pentru temperatura)

    Fig.3 Selectarea unitatilor de masura pentru proiectDupa selectia sistemului de axe se poate crea modelul dand click pe File/New Model sau

    4

  • utilizand combinatia de taste Ctrl+N. Dupa selectia acestei optiuni va aparea fereastra din Fig.4 care prezinta mai multe optiuni.

    Fig.4 Fereastra Model nou (New Model) Definirea axelor structurii

    Programul SAP2000 dispune de 2 tipuri de sisteme de coordonate:

    Sisteme de coordonate fixe (globale) care sunt valabile pentru modelul in ansamblul sau

    Sisteme de coordonate locale care se utilizeaza pentru parti ale modelului structural (noduri, elemente, legaturi etc.)

    Sistemul de coordonate global este acea in care este definita implicit intreaga structura. Astfel orice punct de pe structura noastra poate fi identificat printr-un set de coordonate X, Y si Z. Programul SAP2000 considera implicit ca axa Z a sistemului de coordonate global este orientata de jos in sus. Sistemul de coordonate global al programului poate fi definit atat prin folosirea coordonatelor carteziene, cat si prin utilizarea coordonatelor cilindrice, respectiv polare.

    Sistemul de coordonate local se refera la elementele introduse. Axele locale sunt notate cu 1, 2 si 3. Pozitia si orientarea acestora este definita implicit de programul SAP2000 si este acea precizata in [1],[3]. Pentru modificarea pozitiei axelor locale se selecteaza elementul respectiv si se va utiliza una dintre optinile urmatoare in functie de tipul elementului selectat:

    -pentru noduri (Joints) Assign/ Joint/ Local Axes-pentru bare (Frames) Assign/ Frame/ Local Axes-pentru elemente de suprafata (Area) Assign/ Area/ Local Axes

    5

  • Pentru definirea sistemului de coordonate global pot fi folosite urmatoarele metode:

    Crearea modelului definit doar printr-un sistem de axe (Grid Only) conform figurii de mai jos.

    Pentru realizarea modelului curent se vor folosi coordonatele carteziene ale axelor conformFig 5.

    Fig.5 Definirea sistemului de coordonate global pentru o structura

    Crearea unui model gol (Blank)

    Dupa ce s-a creat modelul gol pentru definirea sistemului de coordonate global se va utilizaoptiunea Define/Coordonate Systems/Grids... . In fereastra care va aparea se va selecta sistemul de axe care se doreste modificat si se apasa pe butonul Modify/Show System. In fereastra care va aparea se vor introduce pozitiile exacte ale axelor pe cele 3 directii (X,Y,Z).

    6

  • Fig.6 Definirea sistemului de coordonate global in mod manual

    Definirea proprietatilor materialelor din care este alcatuita structura

    Selectarea caracteristicilor materialelor utilizate pentru realizarea modelului se va face utilizand sectiunea Define/Materials. Programul SAP2000 dispune de caracteristicile anumitor materiale mai uzuale, iar in cazul folosirii unor materiale ce nu poate fi gasit printre acestea se varecurge la introducerea manuala a caracteristicilor materialului respectiv. Este de notat faptul ca datele introduse pentru definirea caracteristicilor de material trebuie corelate cu sistemul de unitati selectate.

    7

  • Fig.7 Definirea caracteristicilor de material

    Definirea caracteristicilor sectiunilor elementelor structurale (bare, placi etc)

    Aceasta operatiune se face utilizand comanda Define/Section Properties/tip element.

    8

  • Fig.8 Definirea caracteristicilor sectionale pentru elemente tip bara (Frames)

    Fig.9 Definirea caracteristicilor sectionale pentru elementele de tip suprafata

    4.1.2. Crearea modelului structural Dupa parcurgerea etapei 1. conform celor precizate in capitolul precedent se va trece la

    crearea modelului structural. Pentru acestea se vor folosi elemente de tip bara (Frames) -Grinzi si

    9

  • Stalpi- , respectiv elemente de tip suprafata (Shells) -pentru plansee.

    Crearea elementelor tip bara se poate face utilizand comanda Draw/Draw Frame/Cable/Tendon sau selectand iconita corespunzatoare din zona instrumentelor de m