SAP2000钢结构设计手册.pdf

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1、SAP2000钢结构设计手册（中文资料）2003年4月1目录第一章绪论1.1概述1.2本书的组织第二章设计方法2.1设计荷载组合2.2设计和校核位置2.3P-△效应2.4单元无支撑长度2.5有效长度系数2.6可选的单位制第三章AISD-ASD89规范3.1设计荷载组合3.2截面分类3.3应力计算容许应力计算受拉容许应力受压容许应力受弯屈曲弯扭屈曲受弯容许应力I型截面槽型截面T型和双角钢截面箱型截面和矩形管截面扁钢单角钢一般截面容许剪切应力3.4应力比计算轴向和受弯应力剪切应力第四章AISC-LRFD93规范4.1设计荷载组合4.2截面分类4.3计算荷载系数4.4名义强度计算受压抗力受

2、弯屈曲弯扭屈曲扭转和弯扭屈曲2受拉抗力受弯抗力屈服侧向扭转屈曲翼缘局部屈曲腹板局部屈曲受剪抗力4.5应力比计算轴向和受弯应力剪切应力3第一章绪论1.1概述SAP2000功能强大，完全整合了钢结构和混凝土结构建模和设计。程序提供了一体化集成的结构模型建立、修改、分析、设计用户界面。程序不仅可以设置初始构件尺寸，还能在同样的界面下对其进行优化。在程序提供的交互环境下，用户能查看结构的受力状况，对设计作适当的调整，比如修改单元属性及重新验算结果而无须重新启动结构分析。只要在单元上点击鼠标就可以查看到详细的设计信息。图形和表格形式的结果的在屏幕输出的同时可随即打印输出。程序广泛支持最新的国内

3、外设计规范，用来进行钢结构和混凝土结构构件自动设计和校核。当前版本支持以下钢结构设计规范：òU.S.AISC/ASD(1989),òU.S.AISC/LRFD(1994),òU.S.AASHTOLRFD(1997),òCanadianCAN/CSA-S16.1-94(1994),òBritishBS5950(1990),andòEurocode3(ENV1993-1-1).设计基于用户指定的荷载组合，但是，程序提供了所支持的各种规范所对应的缺省的荷载组合。如果用户认为设计可以采用缺省的荷载组合，就不需要在另行定义。设计过程中，程序从一组用户定义的截面中选择满足强度条件下重量最轻的截面

4、作为构件设计结果。可以为不同的单元组指定不同的可选截面，同样单元也可以成组的设置成同样的截面。设计校核过程中，程序计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的承载能力比（荷载作用/构件抗力）。承载能力比采用按照极限状态设计方法，由单元应力、设计容许应力、荷载系数以及抗力等系数得到。设计校核是在程序缺省或用户指定的荷载工况组合的基础上进行的，承载能力比的最大，最小的值用来进行构件截面的优化设计。程序自动计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的容许应力。计算框架柱有效长度系数的繁重的工作也由程序自动完成。4结果的输出简洁明了。输出的信息能够让设计人员在应力超限时作适当的调整。程序提供的设

5、计信息的备份同样提供了结果验证。抗震设计所特别提出的要求没有包括在SAP2000当前的版本中。国际标准单位制SI，MKS单位制以及英制单位都可以选用。1.2本书的组织第二章讲述了SAP2000进行钢结构设计的方方面面以及一些SAP2000钢结构设计方面的专用术语。接下来的章节详细的介绍了SAP2000所支持的规范的应用。各章都描述所考虑的设计荷载组合，如何计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的容许应力和抗力以及如何计算承载能力比。其它内容如下：ò第三章介绍了AISCASD（1989）规范ò第四章介绍了AISCLRFD（1994）规范最后介绍了SAP2000钢结构设计方面的图形和表

6、格输出。第二章设计方法本章介绍了SAP2000采用的钢结构设计和校核的过程。钢结构设计和校核的过程以下列规范的应用为依据：ò美国钢结构协会的“建筑钢结构容许应力设计和塑性设计规范”AISC-ASD(AISC1989)ò美国钢结构协会的“建筑钢结构荷载与抗力设计规范”AISC-LRFD（AISC1994）SAP2000采用的这些规范的详细的计算方法将在以下章节介绍，本章介绍所有规范一些常规的背景知识。假定读者有过一般钢结构设计方面的工程背景，并且至少熟悉上面提到的一种规范。52.1荷载组合设计荷载组合用于结构的设计和校核。荷载系数用于区别所采用的不同规范的系数值，荷载组合系数用于得到设

7、计荷载组合下放大的轴力、弯矩和剪力值。对于所组合的多种荷载，包括响应谱分析、时程分析、移动荷载，以及多种组合方式，如包络、平方和开方或者绝对值，各种参与组合的荷载之间的相互作用的影响被忽略了，程序自动使用最大最小排列的方法计算多个子组合。对于响应谱分析，程序认为最小为负值中的最大值为最小值，所以不需要使用负数对响应谱分析单独进行组合。对于设计组合只包括单个的时程分析或者移动荷载的情况使用其它的方法，程序能实现整个时程分析中每一时间步的子组合，同时也能在移动