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SAP2000中预应力钢束的定义流程
创建者:吕良,编辑者:吕良,最近更新:2020/06/16 17:04:23

问题描述:

       SAP2000中预应力钢束是如何定义的?

解答:

       预应力钢束的定义流程和普通框架的定义流程基本一致,主要包括:定义预应力钢束截面,绘制钢束位置,编辑钢束数据;

1)定义钢束截面

       点击【定义>截面属性>钢束截面】命令打开【钢束截面数据】窗口,如下图所示。在该窗口中, 用户需要定义的是钢束的材料属性钢束面积。材料可通过标准材料库导入,面积可通过直径确定或直接输入,软件会在下侧显示钢束截面相应的几何属性。


       需要注意是:在【钢束模拟选项】中,可以选择将钢束模拟为单元或荷载,程序默认采用单元模拟钢束。采用单元模拟钢束时程序可考虑在不同条件下预应力的变化,而采用荷载模拟钢束时预应力损失仅能由用户输入,无法考虑非线性分析中的预应力损失。

2)绘制钢束

       点击【绘制>框架/索/钢束】命令打开【对象属性】窗口,在线对象类型中选择类型为钢束。依次点击两节点,确定钢束两端的位置,此时程序会弹出【编辑钢束数据】窗口。


3)编辑钢束数据

       【编辑钢束数据】窗口中,如下图所示,用户可以定义钢束的截面、修改局部轴、离散长度、张拉荷载等信息。其中需要注意的是以下两个部分信息的定义:钢束位置和钢束荷载

a.定义钢束位置

       程序中有两种方式确定预应力钢束的位置:局部坐标系和整体坐标系,程序默认通过局部坐标系来确定钢束的位置。如上图中【坐标系】选项为“Local即表示此时参考坐标系为局部坐标系。程序取钢束两端节点,并依据绘制方向形成虚拟框架单元(该框架单元仅提供参考坐标,并不真实存在),该虚拟框架单元的起点即为坐标轴的原点,虚拟框架单元的局部坐标轴即为钢束的局部坐标轴。

       钢束线型是通过特征点的坐标和节段类型来控制的。用户通过确定钢束各个特征点在参考坐标系下的位置,以及各个节段类型就可以确定钢束的空间位置。如上图中的钢束,其参考坐标系为局部坐标系,各个特征点在局部坐标系下的坐标分别为“坐标1、坐标2、坐标3”。指定两个特征点之间的节段类型后,其空间位置就可以确定。在下侧【钢束显示】可调整不同的视图平面,观察钢束和参考线的相对位置,检查钢束形状。关于钢束节段类型及特征点的定义可参考知识库文档—《预应力钢束的输入规则

       如果将【坐标系】一栏修改为Global表示此时参考坐标系为整体坐标系,坐标1、坐标2、坐标3分别对应整体坐标轴的x轴、y轴、z轴。此时钢束的定义方式与之前类似,不同是钢束线型特征点的坐标将变为整体坐标。

b.定义钢束张拉荷载

       确定钢束位置后,即可定义钢束张拉荷载。点击【钢束荷载】右侧的添加,打开荷载定义窗口。在该窗口中用户可以定义钢束的荷载模式、张拉位置、张拉荷载的大小等。需要注意的是下侧计算预应力损失的两个红色的选项。

选项1:填入相关参数,程序会自动依据规范计算相应的预应力损失。选项1中各个参数的含义可查看知识库文档—《钢束预应力损失参数定义

选项2:由用户直接输入相应的预应力损失,此时程序会叠加选项1的预应力损失作为最终的预应力损失。如用户无需考虑该部分的预应力损失,直接填写0即可。

       需要注意的是:对于线性分析,采用荷载模拟预应力钢束一般是满足要求的。此时由混凝土时变效应、应力松弛等因素引起的预应力损失需要由用户在选项2中指定。如果用户想要考虑预应力钢束的非线性,计算不同阶段由混凝土时变效应和梁的弹性压缩引起的预应力损失,则需要将钢束模拟改为单元。如施工阶段分析,不同的阶段结构承受荷载及边界条件等都会发生变化,采用单元来模拟钢束时,程序会依据这些条件的变化,来计算相应时刻的有效预应力。因此采用单元来模拟预应力钢束时,选项2中的损失值一般填为0

       按上述流程定义完预应力工况后,即可运行分析查看结果。关于预应力二次力的提取可查看知识库文档—《超静定荷载工况》。

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