几个提升sap2000建模效率的小技巧
前言
在使用sap2000的过程中总结了以下的一些技巧有助于提升平时的建模和分析速度。这只能暂时说一些非常常规的手段,仍是停留在手动或者键盘操作的方式。
技巧一:使用快捷键
快捷键应该说是最常规的提升建模和设计速度的方式,只要是使用sap2000比较多的时候,以下的一些快捷键都会随着使用频率的增加都会在不同程度的使用到。
通用的快捷键:
Ctrl+N、Ctrl+O、Ctrl+S、Ctrl+P、Ctrl+Z、Ctrl+Y、Ctrl+X、Ctrl+C、Ctrl+V、Ctrl+M、Ctrl+A、Delete
Ctrl+B选择标签
Ctrl+D显示轴网
Ctrl+E交互式数据库编辑
Ctrl+G选择组
Ctrl+J获取上次选择
Ctrl+K反选
Ctrl+Q清除选择
Ctrl+R带属性复制
Ctrl+T显示表
Ctrl+U设置程序默认显示菜单
Ctrl+W设置显示选项
Shift+F5(F6/F7/F8)开始钢结构(混凝土/铝框架/冷弯钢框架)校核
Ctrl+shift+F5(F6/F7/F8)显示钢结构(混凝土/铝框架/冷弯钢框架)设计信息
F1内容及索引(帮助文档)
F2窗口缩放
F3恢复全视图
F4显示未变形形状
F5运行分析
F6显示变形
F12显示绘图函数
Shift+F2放大一步
Shift+F3缩小一步
Shift+F4平移
Ctrl+shift+A显示全部
Ctrl+shift+C修改/显示注释和日志
Ctrl+shift+F显示输入和日志文件
Ctrl+shift+G指定到组(这个配合组的功能非常好用)
Ctrl+shift+J仅显示选择(配合CTRL+J的功能一起使用)
Ctrl+shift+L选择相交线
Ctrl+shift+R生成报告
Ctrl+shift+S保存为
Ctrl+shift+T打印表格
Ctrl+shift+O选择多边形
Ctrl+shift+P选择相交多边形
Ctrl+shift+V刷新视图
Ctrl+shift+W刷新窗口
Ctrl+shift+F2设置二维视图
Ctrl+shift+F3设置三维视图
技巧二:一键定义荷载模式、荷载工况、荷载组合
在sap2000中有关定义荷载模式、荷载工况以及荷载组合往往比较费时间,现在想通过相对比较省时间的方法,快速的实现定义,能够将一些重复的操作慢慢的略去,这里只是其中的一种方式,也是自己现在经常用的一种。
1、建立新模型(空模板)
在新模型(空模板)中,荷载模式中默认有dead模式,荷载工况中默认有dead和model两种工况,荷载组合中没有任何组合,如图2、3、4所示。
2、逐项定义
分别在“定义荷载模式”“定义荷载工况”“定义荷载组合”中完成相关荷载的自定义,如图5、6、7所示。
3、导出关于荷载定义的S2K文件
文件-导出-SAP2000文本文件(*.s2k),图8操作。弹出“选择数据库表格”,依次按照下图9中步骤执行,后点击确定并保存S2K文件到指定文件夹中。
4、编辑S2K文件
以文本(text)格式打开导出的S2K文件,依次找到如下的三条信息
- TABLE: “LOAD CASE DEFINITIONS”
- TABLE: “CASE - STATIC 1 - LOAD ASSIGNMENTS”
- TABLE: “CASE - STATIC 1 - LOAD ASSIGNMENTS”
将此三段中关于dead和model的相关代码删除,保存文件并关闭。因为前文提到,软件新模型(空模板)中会自带这两种荷载模式和工况,所以此处把这里的文件删除后,保证在以后的新模型中不与已有的荷载模式和工况产生冲突,避免不必要的错误。
将此三段中关于dead和model的相关代码删除,保存文件并关闭。因为前文提到,软件新模型(空模板)中会自带这两种荷载模式和工况,所以此处把这里的文件删除后,保证在以后的新模型中不与已有的荷载模式和工况产生冲突,避免不必要的错误。
5、导入S2K文件
新模型调用保存好的S2K文件(包含荷载模式、荷载工况、荷载组合),文件-导入-SAP2000文本文件(*.s2k),图11操作。弹出对话框(图12),导入类型选择“合并旧模型”即可。导入S2K文件,然后检查导入日志(图13),确认无报错。检查已定义的模式、工况和组合,确认无误。
附上直接拿来使用的s2k模板:
File D:\光伏支架相关文档\结构以及计算模板-待定\模板文件\model.$2k was saved on m/d/yy at h:mm:ss
TABLE: "ACTIVE DEGREES OF FREEDOM"
UX=Yes UY=Yes UZ=Yes RX=Yes RY=Yes RZ=Yes
TABLE: "ANALYSIS OPTIONS"
Solver=Advanced SolverProc=Auto Force32Bit=No StiffCase=None GeomMod=None HingeOpt="In Elements" NumAThreads=0 MaxFileSize=0 NumDThreads=0 NumRThreads=0 UseMMFiles="Program Determined" AllowDiff=No
TABLE: "AREA SECTION PROPERTIES"
Section=ASEC1 Material=C30 MatAngle=0 AreaType=Shell Type=Shell-Thin DrillDOF=Yes Thickness=250 BendThick=250 Color=Blue F11Mod=1 F22Mod=1 F12Mod=1 M11Mod=1 M22Mod=1 M12Mod=1 V13Mod=1 V23Mod=1 MMod=1 WMod=1
TABLE: "AREA SECTION PROPERTY DESIGN PARAMETERS"
Section=ASEC1 RebarMat=None RebarOpt=Default
TABLE: "AREA SECTION PROPERTY - TIME DEPENDENT"
Section=ASEC1 TypeSize=Auto AutoSFSize=1
TABLE: "AUTO COMBINATION OPTION DATA 01 - GENERAL"
DesignType=Steel AutoGen=Yes
DesignType=Coldformed AutoGen=Yes
TABLE: "AUTO COMBINATION OPTION DATA 02 - USER DATA"
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=DEAD
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Wp
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Ws
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Snow
DesignType=Steel LSType=Deflection LCName=DEAD
DesignType=Steel LSType=Deflection LCName=Snow
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=DEAD
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Wp
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Ws
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Snow
DesignType=Coldformed LSType=Deflection LCName=DEAD
DesignType=Coldformed LSType=Deflection LCName=Snow
TABLE: "AUTO WAVE 3 - WAVE CHARACTERISTICS - GENERAL"
WaveChar=Default WaveType="From Theory" KinFactor=1 SWaterDepth=45000 WaveHeight=18000 WavePeriod=12 WaveTheory=Linear
TABLE: "CASE - MODAL 1 - GENERAL"
Case=MODAL ModeType=Eigen MaxNumModes=12 MinNumModes=1 EigenShift=0 EigenCutoff=0 EigenTol=1E-09 AutoShift=Yes
TABLE: "CASE - STATIC 1 - LOAD ASSIGNMENTS"
Case=DEAD LoadType="Load pattern" LoadName=DEAD LoadSF=1
Case=Wp LoadType="Load pattern" LoadName=Wp LoadSF=1
Case=Ws LoadType="Load pattern" LoadName=Ws LoadSF=1
Case=Snow LoadType="Load pattern" LoadName=Snow LoadSF=1
TABLE: "COMBINATION DEFINITIONS"
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=31f50dd3-03de-4159-965d-88e3e0e84fa6
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S CaseName=Wp ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S CaseName=Snow ScaleFactor=1.05
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=fb5781b6-078a-4408-ac8f-641177b29926
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S CaseName=Snow ScaleFactor=1.05
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S CaseName=Ws ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=9ca47bf4-600c-4387-bcbd-6ad11446f9c5
ComboName=1.3D+1.5Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=4d8aa9b8-a7b2-4082-b1cd-1f3258fb552f
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp CaseName=Wp ScaleFactor=0.9
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp CaseName=Snow ScaleFactor=1.5
ComboName=D+1.5Ws ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=e7458b0d-fdde-40af-a620-9fbb907c62cf
ComboName=D+1.5Ws CaseName=Snow ScaleFactor=1.5
ComboName=D+S+Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=d42955de-f1f0-4ad8-9901-645087927f0a
ComboName=D+S+Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Wp CaseName=Snow ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Ws ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=73d361b6-cbf6-4435-a456-05c20b9cba7b
ComboName=D+S+Ws CaseName=Snow ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Ws CaseName=Ws ScaleFactor=1
ComboName=D+0.7S+Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=544c2630-5ef2-4a63-b179-920a39df296f
ComboName=D+0.7S+Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1
ComboName=D+0.7S+Wp CaseName=Snow ScaleFactor=0.7
ComboName=D+S+0.6Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None
技巧三:自定义截面
遇到规整的截面的时候可能直接自定义或者里面内含的截面库,但是有一些复杂的不规则的截面往往想要导入进行计算就非常麻烦。当然现在随着软件的更新迭代以及一些接口的逐步使用,很多方法也不止一种,这里延续了之前版本的一种最原始的也是最根本的一种方式来自定义截面。
1、准备好需要导入截面的DXF文件在CAD中绘制截面信息时需要注意几个问题:
单位,注意绘制截面时的单位制,该单位制需要与【导入设置】窗口中的单位制保持一致。
图层,导入DXF文件时,程序依据图层读取截面信息,因此需要将不同的对象绘制在不同的图层,以便在【导入设置】窗口中对不同的对象指定不同的属性。
图元类型,截面设计器支持导入CAD的图元类型包括闭合多段线、直线、圆、点。不同的图元根据所指定材料的种类不同可以模拟为不同的对象,其对应关系可以通过下列表格确定。不同图元的材料及补充信息则需要在导入时的【导入设置】窗口中进行设置。
在sap2000中建立复杂截面
主要的步骤如下:
1、在cad中勾出想要的截面
2、这些线炸成直线,消重连接成闭合的多段线
3、选中这些多线段,list 回车得到这些多线段的顶点坐标。
4、将这些顶点坐标保存为txt文件,简单处理只留等号=作为分隔符。
5、用excel打开此txt文件,以分隔符作为分列的标识。
6、进入sap2000,添加截面进入截面设计器。随便画个开洞截面,保存退到主界面。
7、进入编辑–》交互数据库编辑,找到你刚才定义的截面,确定
8、把第5步得到的坐标复制到打开的excel里,不要关掉程序自动打开的excel文件,点retrieve from exel
9、返回到截面设计器中查看,已经得到想要的截面
后记
后面会以光伏支架结构为例,对利用python来自动建模进行一些相应的探索,选用光伏支架结构的原因。
- 结构形式相对比较的简单,参数化或者自动建模体量要小一些
- 现在的光伏及衍生的东西比较多,而且市场上的竞争也是比较的激烈,这一块做细,或者说能够高效的出一些方案计算结果,无疑是一种有利的措施。
将上面的东西分成几块来看
TABLE: "ACTIVE DEGREES OF FREEDOM"
UX=Yes UY=Yes UZ=Yes RX=Yes RY=Yes RZ=Yes
分析选项:
TABLE: "ANALYSIS OPTIONS"
Solver=Advanced SolverProc=Auto Force32Bit=No StiffCase=None GeomMod=None HingeOpt="In Elements" NumAThreads=0 MaxFileSize=0 NumDThreads=0 NumRThreads=0 UseMMFiles="Program Determined" AllowDiff=No
面截面属性
TABLE: "AREA SECTION PROPERTIES"
Section=ASEC1 Material=C30 MatAngle=0 AreaType=Shell Type=Shell-Thin DrillDOF=Yes Thickness=250 BendThick=250 Color=Blue F11Mod=1 F22Mod=1 F12Mod=1 M11Mod=1 M22Mod=1 M12Mod=1 V13Mod=1 V23Mod=1 MMod=1 WMod=1
截面剖分设计参数
TABLE: "AREA SECTION PROPERTY DESIGN PARAMETERS"
Section=ASEC1 RebarMat=None RebarOpt=Default
与时间相关的截面属性
TABLE: "AREA SECTION PROPERTY - TIME DEPENDENT"
Section=ASEC1 TypeSize=Auto AutoSFSize=1
数据1-通用-自动组合选项
TABLE: "AUTO COMBINATION OPTION DATA 01 - GENERAL"
DesignType=Steel AutoGen=Yes
DesignType=Coldformed AutoGen=Yes
数据2-用户自定义-自动组合选项
这里主要定义了2种设计类型下的4种荷载
TABLE: "AUTO COMBINATION OPTION DATA 02 - USER DATA"
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=DEAD
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Wp
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Ws
DesignType=Steel LSType=Strength LCName=Snow
DesignType=Steel LSType=Deflection LCName=DEAD
DesignType=Steel LSType=Deflection LCName=Snow
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=DEAD
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Wp
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Ws
DesignType=Coldformed LSType=Strength LCName=Snow
DesignType=Coldformed LSType=Deflection LCName=DEAD
DesignType=Coldformed LSType=Deflection LCName=Snow
自动生成的波浪荷载
TABLE: "AUTO WAVE 3 - WAVE CHARACTERISTICS - GENERAL"
WaveChar=Default WaveType="From Theory" KinFactor=1 SWaterDepth=45000 WaveHeight=18000 WavePeriod=12 WaveTheory=Linear
自动生成的模态荷载工况
TABLE: "CASE - MODAL 1 - GENERAL"
Case=MODAL ModeType=Eigen MaxNumModes=12 MinNumModes=1 EigenShift=0 EigenCutoff=0 EigenTol=1E-09 AutoShift=Yes
自定义的静态荷载工况
- 荷载类型
- 荷载名称
- 比例系数
TABLE: "CASE - STATIC 1 - LOAD ASSIGNMENTS"
Case=DEAD LoadType="Load pattern" LoadName=DEAD LoadSF=1
Case=Wp LoadType="Load pattern" LoadName=Wp LoadSF=1
Case=Ws LoadType="Load pattern" LoadName=Ws LoadSF=1
Case=Snow LoadType="Load pattern" LoadName=Snow LoadSF=1
荷载组合定义
- Combo1=1.3D+1.5Wp+1.5x0.7S
- Combo2=1.3D+1.5Ws+1.5x0.7S
- Combo3=1.3D+1.5Wp
- Combo4=1.3D+1.5S+1.5x0.6xWp
- Combo5=D+1.5Ws
- Combo6=D+S+Wp
- Combo7=D+S+Ws
- Combo8=D+0.7S+Wp
- Combo9=D+S+0.6Wp
主要涉及的参数:
- 组合名称
- 组合类型
- 荷载名称
- 比例因子
- 钢结构设计:强度/挠度
TABLE: "COMBINATION DEFINITIONS"
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=31f50dd3-03de-4159-965d-88e3e0e84fa6
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S CaseName=Wp ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5Wp+1.5*0.7S CaseName=Snow ScaleFactor=1.05
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=fb5781b6-078a-4408-ac8f-641177b29926
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S CaseName=Snow ScaleFactor=1.05
ComboName=1.3D+1.5Ws+1.5*0.7S CaseName=Ws ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=9ca47bf4-600c-4387-bcbd-6ad11446f9c5
ComboName=1.3D+1.5Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1.5
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1.3 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=4d8aa9b8-a7b2-4082-b1cd-1f3258fb552f
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp CaseName=Wp ScaleFactor=0.9
ComboName=1.3D+1.5S+1.5*0.6*Wp CaseName=Snow ScaleFactor=1.5
ComboName=D+1.5Ws ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=e7458b0d-fdde-40af-a620-9fbb907c62cf
ComboName=D+1.5Ws CaseName=Snow ScaleFactor=1.5
ComboName=D+S+Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=d42955de-f1f0-4ad8-9901-645087927f0a
ComboName=D+S+Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Wp CaseName=Snow ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Ws ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=73d361b6-cbf6-4435-a456-05c20b9cba7b
ComboName=D+S+Ws CaseName=Snow ScaleFactor=1
ComboName=D+S+Ws CaseName=Ws ScaleFactor=1
ComboName=D+0.7S+Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=544c2630-5ef2-4a63-b179-920a39df296f
ComboName=D+0.7S+Wp CaseName=Wp ScaleFactor=1
ComboName=D+0.7S+Wp CaseName=Snow ScaleFactor=0.7
ComboName=D+S+0.6Wp ComboType="Linear Add" AutoDesign=No CaseName=DEAD ScaleFactor=1 SteelDesign=Strength ConcDesign=None AlumDesign=None ColdDesign=None GUID=a276c928-2ecb-4c59-a2e9-7cad1377abe8
ComboName=D+S+0.6Wp CaseName=Wp ScaleFactor=0.6
ComboName=D+S+0.6Wp CaseName=Snow ScaleFactor=1
坐标系
TABLE: "COORDINATE SYSTEMS"
Name=GLOBAL Type=Cartesian X=0 Y=0 Z=0 AboutZ=0 AboutY=0 AboutX=0
数据库文件
TABLE: "DATABASE DOCUMENTATION"
TABLE: "DATABASE FORMAT TYPES"
UnitsCurr=Yes OverrideE=No
各种函数的定义
- 绘图函数
- 功率谱密度函数
- 稳态函数
- 时程函数
TABLE: "FUNCTION - PLOT FUNCTIONS"
PlotFunc="Input Energy" Type=Energy Component=Input Mode=All
TABLE: "FUNCTION - POWER SPECTRAL DENSITY - USER"
Name=UNIFPSD Frequency=0 Value=1
Name=UNIFPSD Frequency=1 Value=1
TABLE: "FUNCTION - RESPONSE SPECTRUM - USER"
Name=UNIFRS Period=0 Accel=1 FuncDamp=0.05
Name=UNIFRS Period=1 Accel=1
TABLE: "FUNCTION - STEADY STATE - USER"
Name=UNIFSS Frequency=0 Value=1
Name=UNIFSS Frequency=1 Value=1
TABLE: "FUNCTION - TIME HISTORY - USER"
Name=RAMPTH Time=0 Value=0
Name=RAMPTH Time=1 Value=1
Name=RAMPTH Time=4 Value=1
Name=UNIFTH Time=0 Value=1
Name=UNIFTH Time=1 Value=1
网格线
TABLE: "GRID LINES"
CoordSys=GLOBAL AxisDir=X XRYZCoord=0 LineType=Primary LineColor=Gray8Dark Visible=Yes BubbleLoc=End AllVisible=Yes BubbleSize=1250
CoordSys=GLOBAL AxisDir=Y XRYZCoord=0 LineType=Primary LineColor=Gray8Dark Visible=Yes BubbleLoc=End
CoordSys=GLOBAL AxisDir=Z XRYZCoord=0 LineType=Primary LineColor=Gray8Dark Visible=Yes BubbleLoc=End