SAP2000在国际工程钢结构设计中的应用.pdf

2 0 1 5年 第 3 4卷 第 1期 D WR HE 水 利 水 电 工 程 设 计 2 5 S A P 2 0 0 0 在国际工程钢结构设计中的应用 张永超 刘松 雪 李栖彤 摘 要 S A 0 0 0在越来越 多的国外工程结构设 计 中起着重 要作 用。 以某 国际工程 多层钢框 架厂 房为例 ，讲述 了采 用 S A P 2 0 0 0对 钢结 构厂 房 的设计分 析过 程 ，分析 了移 动荷 载的输 入 、柱底 连接 的处 理 等 内容 ，以期 为今 后采用 S A P 2 0 0 0分析设计钢结构厂房提供参考 。 关键词 S A P 2 0 国际工程 钢结构厂 房 移动荷载 柱底连接 中 图分 类号T U2 2 文 献 标 识 码B 文 章 编 号 1 0 0 7 6 9 8 0 2 01 5 O1 0 0 2 5 0 3 现在越 来越多的 国内企业走 向国际市 场 ，在 国际工程 中承担设计任务 ，其 中一个关键 点就是 采 用 国外 业 主 和 监 理 认 可 的设 计 软 件 进 行 设 计 ， 这 时 采 用 认 可 度 高 的 、应 用 广 泛 的 国 际 化 软 件 S A P 2 0 0 0进行设计就是一个很好的选择。S AP 2 0 0 0 是 一 款 集成 化 的 通 用 结 构 分 析 与 设 计 软 件 ，它 可 以 对 建 筑结 构 、工 业 建 筑 、桥 梁 、管 道 和 大 坝 等 不 同体系类 型的结构进行分析 ，也可 以根据世界 大 多数 国家 和地 区 的规 范完 成结 构设 计 。S A P 2 0 0 0 已有 4 0多年 的发展 历 史 。是美 国乃 至全 球公 认 的 结 构 分 析 计 算 程 序 ，在 世 界 范 围 内广 泛 应 用 。本 文 以 某 国 际 工 程 钢 结 构 厂 房 为 例 ，讲 述 了 S A P 2 0 0 0在 钢框 架 厂 房 的设 计 分 析 过 程 ，分 析 了 移动荷载输入 、柱底连接 的处理等 内容 ，以期 为 今后采用 S A P 2 0 0 0分析设计钢结构厂房提供参考 。 1 某国际工程钢 结构厂 房工程概况 本工程为某 国际工程水泥厂生产线 的包 装车 间。该项 目为在 老厂区内扩建 的工程 ，两侧水泥 库 已经建成 ．现 增加 2条包装 线 。包装车间沿水 泥 库 中心 线 大 致 呈 反 对 称 布 置 ，上 部 和 下 部 为 2 层结构 ，中间为 5层结构 ，均采用钢框架体系。 设 计 规 范 采 用 中 国规 范 ，建 筑 结 构 的安 全 等 级为 二级 ，地震 加速度 为 0 ． 1 8 g ，场地特 征周 期 O ． 4 S ，基本风压 系数 0 ．4 k P a ，积灰荷 载 1 ． 0 k P a ， 不考虑雪荷载 。承重结构均采用 Q 3 4 5 B钢材 ，本 工程 因钢结构构件在 国内加工然后运输到 国外现 场安装 ．钢结 构构件尺寸受到运输限制不宜太大。 本工程业主指定计算软件为 S A P 2 0 0 0 。 2 钢 结构 厂 房 的 SAP 2 0 0 0设 计 分 析 过 程 因建筑平面布置的不规则 ，故将 2层部分与 5 层部分设缝分开 ．5层部分与水泥库 中间细腰部分 分开 ，各部分独 立计算 ，减小 了平 面不规则 和竖 向不 规 则 ，在 实 现 工 艺 流 程 和 建 筑 功 能 的 同 时 ， 使 结构 概念 设计 得到 尽可 能优 化 。 2层部分 、5层部分采用钢框架体 系，在不影 响 工 艺 流 程 和 建 筑 功 能 的条 件 下 设 置 柱 间 支 撑 ， 楼 面 、屋 面设 置 屋 面 支 撑 。 框 架 梁 柱采 用 刚性 连 接 ，次 梁 与主梁 采用 铰接 连接 。 两水泥库 中间细腰部分在 3 ． 6 0 、2 1 ．5 5 、2 9 ． 7 0 m 高程分别生根于水泥库混凝土墙 ，将钢牛腿采用 植筋 栓 方式生根 于水泥库混凝土墙 以支撑本层 钢梁 ，要求 植筋 栓 不 能穿透 混凝 土墙 ，以免影 响 工 艺 。 楼面体系为主次梁上铺 6 mm厚花纹钢板 ，钢 板 下设 置 加劲 肋 墙面体系为 C型檩条外挂彩钢板 。 采用 S A P 2 0 0 0 版本为 v 1 5 ． 2 ． 0 进行结 构计算 的步 骤及 要点 如 下 1 定义材料信息和截面属性 。框架截面导 人中国规范截 面库 ，楼板定义采用薄壳类型 。为 6 m m厚 Q 2 3 5钢板 。 2 定 义 反 应 谱 函数 。根 据 地 震 加 速 度 和 场 地特 征周 期定 义 反应谱 函数 。 3 定义荷载模式 。荷载主要有恒荷载 、活 荷 载 、积 灰 荷 载 和 风 荷 载 ，积灰 荷 载 的荷 载 类 型 取 为活 荷载 。 4 在荷载工况 中增加移动荷载 和反应谱 工 况 。移动荷载 的输入详见后述 反应谱工况振 型 组合方式为 C Q C，方向组合为 S R S S ，当整体坐标 系长度 单位 为 m时 ，比例系 数一 般取 9 8 1 0 当长 度单位 为 m m 时 ，比例系数则为 9 ． 8 1 。当考虑 双 向地震 ，比例系数应乘以各方向水平 地震 的方 向