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摘要：文章解释了SAP2000型有限元构造运算软件相应的作用，并对自建模至载荷附加等进程施行了调研，接着，将某一泄洪闸当作示例，借助SAP2000型软件予以构造内力的运算，给这类水利项目构造的内力运算辅以参照。
关键词：内力计算;水闸结构;SAP2000
1.前言
水工钢筋混凝土构造的内力调研即对水工构造加以设计的一大关键操作，普通的人力运算一般需对水工构造予以过量的简易操作，如此，就会使得运算模型及具体的项目产生失真，运算成果也会具备过大的偏差，且对于过大的繁杂项目，人力运算就会丧失成效，工作总量过多，较易产生错误，且较难紧跟设计的变换、负载的变换等状况，为项目的设计予以了大量的阻碍。而有限元数值运算方式的研发与计算机的进展，逐步收获了SAP2000、ABAQU等优良的有限元运算软件。SAP2000型软件即对于构造予以调研的有限元软件，其予以了较优的调研功能，不单牵涉到了土木、公路、水利等差不多全部的调研种类：模态调研、动静力调研、反映谱调研等，具备可视化层次较优、较易把握等优势。
2.SAP2000型软件的调研进程
2.1创建模型
施行构造的内力调研，应先依据项目的具体状况，构建构造的模型，SAP2000型软件予以了数类建模方式：
（1）借助SAP2000型软件自行配备的构造模型以建模：这一建模方式仅需变换构造的大小与几何模式等数值即可构建普遍运用的构造模型，这一建模方法通常借助工具栏之中的File-Newmodel予以有关的操作。
（2）借助SAP2000型数据表格引入以建模：SAP2000型软件留存了数据表格引入的端口，用户能够尤为便利地借助这一端口将凸显出构造型式的各类数据文件以引入至软件之中，以迅速施行建模[1]。文件的格式囊括了txt型文本文件、Excel型表格文件与数据库型文件等，借助SAP2000型软件之中工具栏所囊括的export菜单的选项以结束建模。
（3）借助AutoCAD型图形文件所囊括的引入、引出功能以建模：SAP2000型软件能够开展AutoCAD型图形文件或是IGES型文件格式的引入或是引出操作，借助File-Import型指令把构造几何模型引入至SAP2000之中。然而要注重，在运用这一功能期间，图形文件借助不一致的图层以凸显出面、杆件、结点与实体等各个种类的构造单元，且在引入期间应分开予以指定。
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2.2对对象的属性加以定义
创建构造模型即明确模型的几何特性，结束模型的构建后，就应对构造的非几何特性予以定义，SAP2000型软件能够对构造的原料特性、联结特性与节点约束、负载有关项调研与响应等辅以定义。
2.3附加负载
在附加负载以前，应先选取关键指定的单元，SAP2000型软件借助工具栏之中的指定菜单以指定了构造的特性；SAP2000型软件能够经由体系自行运算与附加构造的自重负载，其余负载种类的附加要用户自己指定输进，温度负载、分散负载、总体负载、旋转负载等负载种类都能够在SAP2000型软件之中施行。
2.4运算成果储存及获取
SAP2000型软件借助Display菜单以获取构造的挠度与变形、构造的内力、构造的影响线等运算成果。成果借助File-capture以获取屏幕的显示成果，凭借Gff、JPG等格式加以输出。
3.具体的示例调研
3.1项目简介
这一水闸借助开敞型平底宽顶堰构造，闸基放在了中粗砂层之上，闸基的高程是73m，堰顶的高程是75m。拦河闸总共是11孔，单孔的净宽是14m，构造的型式是双孔一连的构造（邻近厂房的边孔是单孔一连），中墩的厚度是2m，缝墩的厚度是2m，边墩的厚度是1m，最高的泄洪总量是7620m3/s（P是0.2%）[2]。闸底板朝着水流朝向的长度是20m，闸墩顶端朝着水流朝向的长度是20m。单孔分配了1扇平面的钢闸门，并配置了固定型启闭机，在上游设定了维修的闸门槽。
3.2构造的运算
水闸构造不单要担负自己的构造自重，还要担负闸墩之上的设施重、风压力、纵向静水的施压、横向静水的施压、活负载等。因为水闸构造体型尤为繁杂，此次选择朝着水流朝向的不利断面予以二维有限元的调研。
（1）负载组合：依据水闸的运作调整规划，施行水闸钢筋混凝土强度复核运算状况与负载组合，对普通水位闸门全部关闭挡水的最不利负载组合辅以运算。
（2）负载运算：构造的自重囊括了闸墩与作用在闸墩之上的公路桥、工作闸门开关室与启闭机、维修桥与维修门的门槽与其余元件的自重；此外，维修状况还应顾虑到维修门机，闸门全部打开状况要顾虑到工作闸门的自重。钢筋混凝土砼容重是25kN/m3。静水施压朝着深度依据直线以变换，水压力的作用处间距底板高程间的高度依据yu=h/3以运算，水容重是9kN/m3。波浪因素依据莆田实验点之中的公式辅以运算hm与Tm，借助风速加成法以明确运算风速，就是在普通应用状况普遍蓄水位或是设计洪水位之下，借助多年平均最高风速的1.5-2.0倍；在非普遍应用状况核验洪水位之下，借助多年平均最高风速，多年平均最高风速是11m/s，风振数值是1，风负载体型数值是1.3，迎风面之中的风压高度变换数值是1，背风面是-0.6，基础的风压数值，依据W0=V20/1600加以运算[3]。汽车负载的级别是挂-100、汽-20；其余活荷是3kPa。
（3）内力的运算：内力的运算借助SAP2000型二维的有限元构造予以调研，构造的自重经由程序加以考量。
4.结束语
SAP2000即构造调研之中尤为便捷与成熟的有限元软件，把这一软件运用到水工混凝土构造的设计之中，可以收获较优的成效。而计算机层次与有限元理念的快速进展，使得当代的设计方式持续地升级，SAP2000会在水工构造的设计之中凸显出更优的功能。
参考文献
[1]张维刚.基于SAP2000的 1000MW机组混凝土主厂房结构分析[J].工程技术:全文版,2016,(12):50-51.
[2]朱雪峰.橡胶设备支承框架设计采用SAP2000与PKPM软件计算的分析对比[J].石油化工设计,2015,(04):9-11.
[3]孙有聚.SAP2000在拉线结构计算中的应用简介[J].城市建筑,2015,(32):306.
论文作者:李文俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/8
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