07第06章对象绘制与修改常弘解析.docx

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07第06章对象绘制与修改常弘解析

第6章对象绘制与修改

SAP2000的绘图菜单配合捕捉功能和选择功能、组的功能和各种视图显示功能，使得工程师可以直观灵活地建立模型，可以在平面图、立面图或者三维视图中进行绘制。

本章重点介绍了SAP2000绘制点对象、线对象、面对象和实体对象的方法。

其绘制方法主要有在轴网区格内点击生成、多点连续点击生成线、多点连续点击生成面、窗选区域生成对象以及通过编辑拉伸生成线、面和实体等等，同时在绘制过程中配合以辅助的编辑功能，来完成复杂模型的建立。

本章通过介绍点捕捉功能、绘制方法、选择功能、组的定义以及对象信息查看来阐述SAP2000建模的各种操作方法。

6.1捕捉功能

SAP2000有着强大的类似CAD的捕捉功能。

在绘制构件时可以利用捕捉功能准确地进行点的定位。

捕捉功能的功能按钮在程序界面的左边工具栏处，也可以使用绘图>捕捉到命令。

按钮

命令

捕捉功能

捕捉轴网交点和点

捕捉节点和轴网交点

捕捉线的端点和中点

捕捉线对象中点和端点

捕捉交点

捕捉相交线的交点

捕捉垂直投影

捕捉垂直投影垂足点

捕捉线和边

捕捉光标临近的线对象

捕捉细分轴网

捕捉细分轴网点

捕捉功能一般配合绘图功能使用，捕捉功能开关可以随时在绘制构件的过程中应用，并且允许同时按下多个捕捉控制按钮。

SAP2000的视图中设有隐形的网格点，当按下捕捉细分轴网按钮后，光标每移动一定距离就会捕捉到一个点。

工程师可以对网格间距进行设置。

点击选项>首选项>尺寸/容差命令，弹出尺寸/容差首选项对话框（图6-1）。

图6-1尺寸/容差首选项对话框

在对话框中修改平面细分轴网间距，即可控制光标移动时捕捉细分轴网的距离。

6.2点对象（节点）的绘制

绘制点对象时，点击绘图>绘制特殊节点命令或点击绘制特殊节点按钮。

弹出特殊节点属性对话框（图6-2），控制要绘制的点对象与屏幕上点击位置之间的距离关系数值。

图6-2特殊节点属性对话框

激活捕捉网格交点和点按钮，可以捕捉到网格交点和对象节点位置，直接绘制。

若要绘制的特殊节点对象的位置与现有节点之间有偏移量，在对象属性对话框中输入偏移X、偏移Y和偏移Z的值。

在视图中任意位置点击鼠标左键，可以绘制一个点对象。

可以在轴网线的交点上绘制点对象，还可以在交点的附近点击鼠标左键并按住鼠标左键拖动到对角位置，拉出一个虚线的矩形框，矩形框之内的所有轴网线的交点上自动绘制点对象。

由于多绘制一个点对象就多6个自由度，对于有些可以指定给线对象或面对象的操作，再绘制点对象一般是多余的。

只有一些特殊情况才会用到点对象的绘制功能，如在面对象上施加一个集中荷载。

如果简单地在面对象上绘制一个点对象，在点对象上指定荷载，那么，这个荷载与面对象不会发生关系。

正确的做法是在荷载作用位置上绘制点对象，选择该点对象作为面对象的自动剖分点，对面对象进行剖分，施加的集中荷载实际上是作用在面对象剖分后产生的节点上。

在上述的情况下正确绘制的点对象，虽然多了6个自由度，但是这6个自由度实际上包含在对象模型转换为分析模型时自动生成的自由度中，实际上并没有增加多余的自由度。

6.3线对象的绘制

SAP2000中的线对象包括框架梁、柱、次梁、斜撑、索、钢束等等。

并且提供多种线对象的绘制方法，可以在平面视图、立面视图和三维视图中采用不同的方法进行绘制。

6.3.1绘制直线框架

直线框架梁柱的绘制可以在平面视图、立面视图和3D视图中进行。

点击绘图菜单>快速绘制框架/索/钢束或点击快速绘制框架/索按钮，弹出对象属性对话框（图6-3）。

图6-3对象属性对话框

线对象类型

选择线对象的类型。

StraightFrame：

直线框架；CurvedFrame：

曲线框架；Cable：

索；Tendon：

钢束

截面

从下拉菜单中选择已经定义好的截面

弯矩释放

选择线对象两端的自由度释放方式。

Continuous：

两端刚接；Pinned：

两端铰接

XY平面偏移垂直

输入XY平面内法线方向的偏移

绘制框架梁柱构件时，可以在X方向或Y方向的轴线段附近点击鼠标左键，SAP2000自动在轴线段上绘制构件；也可以按住鼠标左键拖动拉出一个矩形框，在窗口中的轴线段上自动绘制构件。

有时需要在轴线以外位置绘制构件，如果构件平行于轴线，使用平面法线偏移绘制。

如果在平面视图中绘制一般的构件，通常可以点击绘图菜单>绘制框架/索单元命令或点击绘制框架/索单元按钮，弹出对象属性对话框（图6-4）。

对话框中具有绘制控制类型的选择控制，如图6-4所示。

图6-4对象属性对话框

⏹绘制控制类型DrawingControlType

None

无控制

水平绘制

控制线对象绘制方向为水平方向

竖直绘制

控制线对象绘制方向为竖直方向

ParalleltoAngle与角平行

输入控制线对象绘制角度

FixedLength固定长度

输入控制线对象绘制长度

FixedLengthandAngle

固定长度和固定角度

输入控制线对象绘制长度和角度

Fixeddhanddv

固定Dh和固定dv

输入线对象距起始点在水平方向固定长度增量和在竖直方向固定长度增量

这个命令是以两点连线方式绘制构件。

需要配合捕捉功能按钮，在第一个点的位置上点击鼠标左键，在第二个点的位置上再点击鼠标左键，即绘制完一条线对象。

6.3.2绘制曲线框架

曲线框架梁柱的绘制可以在平面视图、立面视图和3D视图中进行。

点击绘图菜单>快速绘制框架/索/钢束或点击快速绘制框架/索按钮，弹出对象属性对话框（图6-5）。

在窗口中指定修改曲线框架的属性数据，点击确定按钮，完成曲线框架的定义。

图6-5线对象曲线梁参数对话框

线对象类型

直接弹出的线对象类型为CurvedFrame：

曲线框架

曲线/索类型

第3点编号来确定圆弧；第3点坐标来确定圆弧；平面点和半径来确定圆弧；第3点编号来确定抛物线；第3点坐标来确定抛物线

截面属性

从下拉菜单中选择已经定义好的截面

线性分段数

指定给曲线的有限元细分段数

曲线长度

根据给定的参数，程序能够自动来计算出曲线的长度拉压限值

线对象剖分

保持作为单一的线对象；打断分割为多个等长对象，其分割的段数根据线性分段数来确定；按照在对应弦上相等的投影长度来进行曲线的分割

线性分段计算点坐标

根据已给定的参数，程序自动计算出曲线的分段点处的坐标

坐标系

切换坐标系

单位

切换单位制，对话框中的数值自动更新

曲线框架还可以通过点击两点的方式进行绘制。

需要配合捕捉功能按钮，在起始点上点击鼠标左键，在结束点的位置上再点击鼠标左键，那么也会弹出上面的对话框，方法同上。

6.3.3绘制钢束

钢束的绘制可以在平面视图、立面视图和3D视图中进行。

点击绘图菜单>绘制框架/索/钢束单元命令或点击绘制框架/索单元按钮，弹出对象属性对话框。

在线对象类型项选择Tendon（钢束），打开捕捉按钮以两点方式点击后弹出线对象钢束数据对话框对话框（图6-6）。

图6-6线对象钢束数据对话框

钢束布钢束数据

点ID

钢束布局显示图中的控制点

1/2/3轴（mm）

控制点在局部坐标1轴、2轴、3轴的坐标

快速开始

弹出钢束快速开始模板，快速定义钢束的形状

双曲计算器

弹出定义抛物线钢束布局形状的对话框，可以修改控制点的坐标，计算出抛物线的形状

钢束布局显示

刷新出图

根据对话框中修改的各个参数，刷新后在图形显示区域内显示钢束的形状曲线

显示表

显示钢束布局表格

鼠标指针位置

在钢束的布局显示图上移动鼠标，显示的是鼠标指针位置距钢束曲线起点的距离以及各个轴的坐标

单位

从下拉菜单中选择单位制，可以随时更改

移动钢束

给钢束指定一个距离或坐标的移动

钢束端节点对象

I端

程序自动指定的I端节点ID号

J端

程序自动指定的J端节点ID号

钢束截面

添加

添加新的钢束截面属性

显示

显示修改更新已经定义的钢束截面属性

钢束荷载

添加

添加钢束荷载

显示

显示已经指定的线对象钢束荷载

局部坐标轴角

修改

改变钢束的局部坐标轴相对于整体坐标系X轴的夹角

最大钢束离散

长度

钢束离散的最大长度

坐标系

可以选择整体坐标系或者局部坐标系

对象类型

可以选择当前的钢束对象或者在局部轴上投影控制点对象

修改定义后上述参数后，点击确定按钮，即在视图中显示出钢束的绘制。

6.3.4绘制索

索的绘制可以在平面视图、立面视图和3D视图中进行。

点击绘图菜单〉绘制框架/索单元命令或点击绘制框架/索单元按钮，弹出对象属性对话框，在线对象类型项选择Cable（索），打开捕捉按钮以两点方式点击后弹出线对象索数据对话框对话框（图6-7）。

图6-7线对象索数据对话框

线对象参数

线对象类型

选择线对象的类型（StraightFrame：

直线框架；CurvedFrame：

曲线框架；Cable：

索）

曲线／索类型

选择曲线索的类型（I端最小拉力、J端最小拉力、I端拉力、J端拉力、水平拉力分量、最大竖向垂度、最低点竖向垂度、无变形长度）

截面属性

选择已经定义的索的截面属性

起点

索起点的X,Y,和Z坐标值

终点

索终点的X,Y,和Z坐标值

线对象剖分

保持单一线对象

分析时作为单一线对象处理

打断为多个等长对象

分析时剖分为若干等长度线对象

按在弦上相等投影长度打断为多个线对象

分析时剖分为在弦上等长度若干线对象

索参数

线性分段数

给出索的分段数量

单位长度添加的重量

单位长度的重量

均布重力荷载投影

指定索重力方向荷载

I端预应力钢束

当索类型选择I端的拉力时，可以输入一个新的值来改变默认值

J端预应力钢束

当索类型选择J端的拉力时，可以输入一个新的值来改变默认值

水平拉力分量

当索类型选择水平拉力分量时，可以输入一个新的值来改变默认值

最大竖向垂度

当索类型选择最大竖向垂度时，可以输入一个新的值来改变默认值

最低点竖向垂度

当索类型选择最低点竖向垂度时，可以输入一个新的值来改变默认值

无变形长度

当索类型选择无变形长度时，可以输入一个新的值来改变默认值

线性分段计算点坐标

修改索的其他参数后，点击刷新按钮来更新分段计算点的坐标数据。

表格中的数据不能直接进行编辑修改

拉/压限值

指定线对象的拉压限制，控制线对象承受拉压力

坐标系

可以选择一个已经定义的坐标系统

单位

可以随时更换单位

修改定义上述参数后，点击确定按钮，即在视图中显示出索的绘制。

6.3.5绘制次梁

次梁绘制和梁的绘制方法基本相同。

可以参考6.3.1绘制直线框架的内容。

次梁端部通常按照铰接处理，可以在浮动属性对话框中的弯矩释放选择Pinned（铰接）。

在结构中次梁一般布置在平面的X方向和Y方向的轴线围成的区格内，通常在区格内均匀分布。

根据这一特点，sap2000提供了专门绘制次梁的命令。

在平面视图中，点击绘图>快速绘制次梁命令或点击快速绘制次梁按钮

，弹出对象属性浮动对话框（图6-8）。

图6-8次梁对象属性对话框

截面

选择绘制次梁的截面。

包括程序提供和工程师定义的截面

弯矩释放

选择释放方式。

Pinned：

铰接；Continuous刚接

间距

选择次梁间距方式。

包括No.ofBeams：

按次梁根数；MaxSpacing：

次梁最大间距。

梁数量

／最大间距

选择No.ofBeam时输入次梁根

选择MaxSpacing时输入最大间距

大致方向

ParalleltoXorT：

平行于X轴，按Y轴主梁间距均匀布置次梁或按角度平均布置次梁

ParalleltoYorR：

平行于Y轴，按X轴主梁间距均匀布置次梁或按同心圆弧相切的方向均匀布置次梁

NormaltoNearEdge：

垂直于最近主梁方向均匀布置次梁

在属性右侧编辑栏中点击鼠标左键，在下拉框中选择次梁的截面名称。

根据结构特性，弯矩释放选择次梁的两端连接情况，一般选择为Pinned（铰接）。

间距编辑栏实际上是指定间距方式。

一种方法可以指定一个区格中次梁的数量，即选择No.ofBeams（梁数量）；另一种方法是指定次梁的最大间距，由程序自动计算需要的次梁数量，即选择MaxSpacing（最大间距）。

当间距选择的不同，间距下面一行的标题栏可能为梁数量或最大间距。

输入相应的数值。

大致方向编辑栏中选择布置次梁的方向。

实际应用中，有时布置次梁不一定在区格中均匀分布，可能偏向某一个主梁。

这时可以使用绘图>绘制框架\索\钢束命令或绘制框架\索单元按钮

，配合捕捉功能，捕捉梁的两个端点，逐根来绘制。

6.3.6绘制支撑

支撑构件的绘制可以在平面视图、立面视图中绘制。

当绘制竖向支撑时，切换到立面视图，点击快速绘制支撑命令或快速绘制支撑按钮

，弹出对象属性浮动对话框。

在属性浮动对话框中，支撑编辑栏中设置了常用的支撑形式，包括X型、倒V型、V型、反斜撑、正斜撑。

当选择不同支撑形式时，支撑编辑栏下面的参数也有所不同，分别如图6-9所示。

支撑默认的连接属性为Pinned（铰接）。

可以定义中心支撑和偏心支撑。

绘制支撑之前，选择支撑的截面属性，支撑两端约束条件及支撑形式。

对于不同支撑形式设置需要的参数。

绘制时直接点击X方向轴线与Z方向轴线围成的区格或Y方向轴线与Z方向轴线围成的区格中的任意位置。

SAP2000按照设定的参数自动绘制各种支撑（图6-9）。

图6-9支撑对象属性对话框

截面

选择绘制支撑的截面，包括程序提供或工程师定义的

弯矩释放

选择释放方式，包括Continuous（连续）和Pinned（铰接）。

支撑

选择支撑的形式。

包括X：

X型；InvertedV：

倒V型；V：

V型；EccenBack：

反斜撑；EccenForward：

正斜撑

选择InvertedV参数

中心偏心

左偏心

右偏心

支撑上方一侧，两支撑点之间的距离

支撑下方一侧，左端点偏离框架节点的距离

支撑下方一侧，右端点偏离框架节点的距离

选择V参数

中心偏心

左偏心

右偏心

支撑下方一侧，两支撑点之间的距离

支撑上方一侧，左端点偏离框架节点的距离

支撑上方一侧，右端点偏离框架节点的距离

选择EccenBack参数

左偏心

右偏心

斜撑左端点偏离框架节点的距离

斜撑右端点偏离框架节点的距离

选择EccenForward参数

左偏心

右偏心

斜撑左端点偏离框架节点的距离

斜撑右端点偏离框架节点的距离

如果绘制横向水平支撑，切换到平面视图，点击快速绘制支撑命令或快速绘制支撑按钮

在平面视图中绘制，与绘制竖向支撑方法一样。

6.3.7绘制线对象的辅助功能

在实际工程建模中，绘制对象的同时经常会需要编辑修改对象，这里我们介绍一下几种比较常用的编辑修改的功能。

1.延伸及剪切功能

首先切换到选择状态下，即点击左侧命令条中的

，光标指示为斜向左上方，然后选中要延伸的线对象、延伸到的线对象、需要延伸的框架线的端点，再点击编辑>截短/延长框架命令,弹出截短/延长选择框架对话框（图6-10）。

图6-10截短/延长选择框架对话框

选择延长框架及延长端端点，即可实现线对象的延长。

如图6-11所示。

图6-11延长框架线示意图

截短框架线同理，选中要截短的线对象、作为截短界线的线对象、需要截短的框架线的端点，再点击编辑>截短/延长框架命令,弹出截短/延长选择框架对话框（图6-10），选择截短框架，即可实现线对象的剪切。

如图6-12所示。

图6-12截短框架线示意图

2.点对齐

当某些构件需要对齐到某个线对象上的投影点，或者需要投影到坐标轴上，为满足这些需求，SAP2000中提供了点对齐命令。

切换到选择状态，选中需要对齐的端点，然后点击编辑>对齐点命令,弹出对齐选择点对话框（图6-13）。

图6-13对齐选择点对话框

选择对齐点到x坐标，那么构件将会如图6-14所示。

图6-14对齐点到x坐标示意图

选择对齐点到最近的线，那么构件端点将对齐到该端点在最近线上的投影点，如图6-15所示。

图6-15对齐点到最近的线示意图

3.分割、合并框架

在实际工程中经常会遇到框架的合并与分割，以满足实际的受力情况。

选择需要分割的线对象，然后点击编辑>分割对象命令,弹出分割选择框架对话框（图6-16）。

图6-16分割选择框架对话框

例如填写分割的段数2和分割的比例数4，那么将按照这些数据框架分割为2段，长度的比例为1：

4。

在建模中比较常用的是相交线对象的分割，选中与其相交的线或者节点，并同时选中图6-16中的在选择框架和节点相交处分割，那么就可以实现线对象的分割。

对于两根构件合并成为一根，与分割框架的操作同理，但框架构件必须在同一轴线上，选择要合并的两个构件，然后点击编辑>合并对象命令,即可合并成为一根构件。

4.带属性复制

带属性复制在建立模型的过程中是比较常用的功能，能够将原构件所带有的截面、荷载、连接等等所有性质，复制给新的构件上。

并且新对象的属性可以与原对象完全相同，也可以进行有选择的控制。

选择需要复制的构件，然后点击编辑>带属性复制命令,弹出复制对话框（图6-17）。

图6-17复制对话框

⏹平移

增量

dx

复制得到的新对象与原对象在x方向上的距离

dy

复制得到的新对象与原对象在y方向上的距离

dz

复制得到的新对象与原对象在z方向上的距离

增量数据

数

复制生成新对象的个数

复制选项

修改\显示重复选项

构件属性有选择的控制按钮，见图6-18

删除源对象

勾选则删除被复制的源对象

⏹旋转

绕线旋转

平行于X

绕着平行于X轴的直线旋转

平行于Y

绕着平行于Y轴的直线旋转

平行于Z

绕着平行于Z轴的直线旋转

3D线

绕着空间的直线旋转，由空间的两点坐标来确定

线与平面相交

线与YZ平面相交

选择绕平行于X轴的直线旋转，该直线与YZ平面的交点Y坐标和Z坐标

线与XZ平面相交

选择绕平行于X轴的直线旋转，该直线与YZ平面的交点X坐标和Z坐标

线与XY平面相交

选择绕平行于X轴的直线旋转，该直线与YZ平面的交点X坐标和Y坐标

增量数据

数

复制生成新对象的个数

角度

绕直线所旋转的角度

复制选项

修改\显示重复选项

构件属性有选择的控制按钮，见图6-18

删除源对象

勾选则删除被复制的源对象

⏹镜像

相对平面镜像

平行于Z

相对平行于Z轴的平面

平行于X

相对平行于X轴的平面

平行于Y

相对平行于Y轴的平面

空间上平面

相对于空间的平面镜像复制，由空间平面由空间内的三点坐标来确定

面与平面相交

与XY平面相交

相对平行于Z轴且与XY平面的两个交点确定的平面镜像复制

线与YZ平面相交

相对平行于X轴且与YZ平面的两个交点确定的平面镜像复制

线与XZ平面相交

相对平行于Y轴且与XZ平面的两个交点确定的平面镜像复制

复制选项

修改\显示重复选项

构件属性有选择的控制按钮，见图6-18

删除源对象

勾选则删除被复制的源对象

对话框中的平移\旋转\镜像三个标签，提供了这三种方式进行带属性复制，针对属性的选择和控制，可以点击图6-17中的修改/显示重复选项按钮，弹出复制选项对话框（图6-18）。

图6-18复制选项对话框

对话框中有两个分页栏，有控制构件的指定属性和荷载设计属性选项。

在默认情况下，构件包含构件所有的属性，复制给新对象。

如果需要部分属性的连带复制，可以在这个对话框中进行对应项目的选择。

带属性复制功能与简单的复制相比，能够节省重新指定及施加荷载等繁重的工作量，使建模更加快捷。

6.4面对象的绘制

SAP2000中的面对象代表着结构中的楼板、墙、筒仓璧、坡道等薄壳构件。

并且提供了多种绘制面对象的方法。

包括点击生成面对象、快速点击生成面对象、线对象拉伸生成面对象等方法。

下面分别介绍绘制面对象的各种常用方法。

6.4.1绘制壳面

根据要绘制的面截面的形状，可以选择不同的命令。

比如绘制任意形状的楼板，可以点击绘图>绘制多边形面命令或点击绘制四边形面按钮，弹出对象属性浮动对话框（图6-19）。

图6-19楼板对象属性对话框

截面

选择绘制面的截面属性

绘图控制

选择None

无控制

选择Horizontal

控制面对象边绘制方向为水平方向

选择Vertical

控制面对象边绘制方向为竖直方向

选择ParalleltoAngle与角平行

输入控制面对象起始边绘制角度

选择FixedLength固定长度

输入控制面对象起始边固定长度

FixedLengthandAngle

固定长度和固定角度

输入控制面对象起始边的长度；输入面对象起始边绕Z轴旋转角度

Fixeddhanddv

固定Dh和固定dv

输入面对象起始边在水平方向长度增量和在竖直方向长度增量

绘制之前，选择截面属性，然后调整上述所需参数，最后绘制。

如果绘制墙体壳面，可以在立面视图或者三维视图中进行绘制，点击绘图>绘制矩形面命令及绘图>快速绘制面命令，这两个命令绘制的都是矩形的面对象。

在立面视图中，点击绘图菜单〉快速绘制面单元或点击快速绘制面按钮，弹出面对象属性对话框（图6-20）。

图6-20面对象属性对话框

属性

选择绘制面的截面属性。

包括程序提供或工程师定义的截面

选择已经定义的面单元截面属性，可以直接在轴线围成的区格内任意位置上点击鼠标左键，则SAP2000自动在立面的区格内布置上一片墙。

这一命令也可以窗选一个范围，那么在范围之内的所有轴网区格内分别绘制墙。

在立面视图中对墙体进行开洞，可以先进行几何剖分，然后删去开洞部位的墙。

具体可以这样操作：

在立面视图中选择一片墙，点击编辑>剖分面命令，弹出分割选择壳对话框（图6-21）。

图6-21分割选择壳对话框

如图6-22根据需要将墙体剖分成若干对象，将洞口位置的墙删除即可。

（a）整片墙（B）3×3剖分（C）删除洞口的墙

图6-22墙开洞

6.4.2绘制斜面

在实际工程中经常会遇到坡道、车道、旋转楼梯等等。

在SAP2000中可以根据不同情况，利用线对象拉伸生成面或者在三维视图中绘制。

斜面一般可分为直坡面、螺旋坡面、曲坡面。

具体绘制方法如下：

1．绘制直坡面

方法一：

线拉伸生成面绘制直坡面，选择一根梁线对象，点击编辑>拉伸>拉伸线成面命令，在拉伸线生成面对话框中设置如图6-23（单位：

m）。

图6-23拉伸线生成面对话框

⏹平移

dX

X方向拉伸的投影距离

dY

Y方向拉伸的投影距离

dz

z方向拉伸距离，相当于高差

数

拉伸生成面的个数

删除原对象

勾选则删除被拉伸的线对象

分别选择线对象，向y轴的正\负方向拉伸3m，生成的坡道为沿Y轴正方向投影长度为6m，沿Z轴负方向落差为3m的斜面。

图6-24绘制直道坡面

方法二：

三维绘制直坡面。

在三维视图中坡面的绘制方法与一般面对象绘制方法一样，通过绘制面命令多点连成面方式实现，同时打开点捕捉功能，需在轴线间准确捕捉斜面的四个角点，此种方法比较适合绘制异型斜面