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1、目 录第一章 SACS软件简介第一节 SACS总体介绍第二节 SACS版本类型一、SACS 5.2 二、SACS 5.3的新功能第三节 SACS安装步骤第四节 SACS适用范围第五节 SACS的主要分析功能第六节 SACS各模块功能介绍 一、Executive介绍 二、Precede介绍二、Data Generator介绍三、Prevue介绍四、帮助文档第七节 SACS软件在国内外工程实例中的应用简介第八节 本章小结建议增加一章：SACS软件使用常见问题及关键问题汇总；第一章 SACS软件简介第一节 软件总体介绍美国Engineering Dynamics公司成立于1973年，具有丰富的工程软
2、件开发经验，其代表产品为有限元分析软件系统SACS，英文全称:Structural Analysis Computer System。该软件最早起源于航空航天技术及其程序代码，现已发展成当今海事结构设计分析中应用最广泛的结构有限元分析软件。目前有超过300家专业海事结构设计公司采用SACS软件。SACS 软件包含有多个程序模块，这些程序模块之间采用文件接口连接方式以方便用户使用。该系统所有的程序模块都包含有比较完整的英制及公制单位的缺省工程参数以简化用户的输入。该软件不仅适用于各类海事结构分析，也适用于各种民用建筑结构分析。SACS软件能够在单机或者网络环境下运行于Windows 9x、NT、
3、XP和Vista等各种操作平台。下面的程序流程图用于解释各程序模块之间的连接关系。所有的结构数据：几何形状、构件尺寸、材料特性以及环境条件都是通过交互方式输入以文件方式存储，然后求解程序对这些数据进行分析计算，得出最终的求解文件，这个文件中包含所有节点的位移以及单元内力。后处理软件使用求解文件中的数据，采用相应的规范对结构作规范校核。不符合规范要求的部分，程序可自动进行重新设计。结构分析及规范校核结果也可以用图形的方式输出，其结果可直接用于生成工程图纸及结构料表。1、图形化用户界面 全3D图形化交互界面 智能化多文档编辑使建模更为快捷方便 内置美国、英国、德国以及日本等国家级组织的钢架结构资料
4、库 全面交互式有限元模型生成器2、静力学分析 梁单元、板壳单元、实体元以及非线性缝隙单元 混凝土单元，包括双向加强筋混凝土 加强筋以及加强盒段分析 支持弹簧元和超单元分析 支持梁结构热载荷分析 3、非线性塑性分析 非线性塑性失效以及大变形分析 支持材料硬化以及连接变形分析 可用于结构的最大极限强度确定以及安全性评估 4、动态分析 地震波普与响应历程分析 定常与随机海浪动态冲击响应分析 船舶驱动分析 冰块冲击分析 强风作用下结构动态分析与疲劳分析 固有和强迫振动分析 5、桁架结构设计 基于DXF格式的交互全三维绘图界面连接详细设计与放样 材料下料、重量控制和成本分析 自动生成有限元连接模型6、环
5、境载荷设定 专业、方便的的波浪、重力、浮力、风力等载荷的设置 完全执行美国石油组织（API）第20版环境载荷规定 包含5种波浪理论以及完善的流体静力学、动力学分析能力7、SACS还包括有地基分析模块以及安装与运输分析模块等。软件分析包SACS 软件包支持 Windows Vista/XP 等操作系统。整个软件系统由多个程序模块组成。可以购买也可以 按月租赁；用户可以购买或租赁整个系统，也可以根据需求购买或租赁其中的部分软件包或独立的模块。STATIC I Pro： 专业海洋静力软件包 海洋平台静力分析软件包可以满足典型的固定式海洋平台、码头、承台以及浮式系统上部结构的静力分 析要求。软件包中包
6、含三维图形交互式建模，有限元求解器以及图形交互后处理程序。在这个软件包中 还包含有 SEASTATE, JOINT CAN, PILE, COMBINE, GAP, TOW 以及 LDF 大变形。这个软件包不 仅具有自动生成模型、自动生成梁、板、壳等有限元等功能，还具有钢结构的规范校核和重新设计、环 境荷载的生成、管节点的规范校核等功能。另外，该软件包还具有单桩的分析、惯性和移动荷载的生成、 非线性接触单元、荷载组合、弹性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。STATIC II Pro:专业静力软件包静力分析软件包包括进行一般静力结构分析的功能。软件包中包含三维图形交互式建模、有限元求解器
7、以及图形交互后处理程序。这个软件包还包括 COMBINE, GAP, TOW 和 LDF 大变形。在这个软件包 中具有自动生成模型；自动生成梁、板、壳等有限元；钢结构的规范校核和重新设计；惯性和移动荷载 的生成；非线性接触单元、荷载组合、线性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。STATIC III Pro:专业静力软件包 上部结构静力分析软件包适用于典型的浮式系统上部结构静力分析。软件包中包含三维图形交互式建 模，有限元求解器以及图形交互后处理程序。这个软件包还包括 TOPSIDES LOADING，COMBINE, GAP, TOW 和 LDF 大变形。在这个软件包中具有自动生成模型；自
8、动生成梁、板、壳等有限元；钢 结构的规范校核和重新设计、风荷载及结构自重荷载、惯性和移动荷载的生成；非线性接触单元、荷载 组合、线性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。NON-LINEAR I:基本非线性附加软件包基本非线性分析使用 PSI 程序对固定式海洋桩基平台进行土壤/桩/结构的非线性相互作用分析。此软件 要在使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或 STATIC III 包的基础上使用。NON-LINEAR II:高级非线性附加软件包 弹塑性非线性分析功能包括非线性桩基础的几何非线性和材料非线性分析功能。弹塑性分析可用于撞船 分析、爆炸分析及一般的结构倒塌分
9、析。在本软件包中包含有 PSI 非线性土壤/桩/结构相互作用程序模 块，COLLAPSE 非线性弹塑性分析程序模块以及结果图形显示模块。运行本软件包需要先运行 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 等软件包。DYNAMIC I:基本动力分析附加软件包 基本动力响应分析软件包包括结构自振特性分析模块并可以选择一般动力响应分析模块或波浪动力响 应模块。如选择一般动力响应分析模块则可用于模拟地震的响应波谱分析和时程分析，其中响应波谱分 析包含 CQC 和 SRSS 模型的组合技术、一般强迫振动分析以及冰振的动力响应分析。例如选择波浪动 力响应模块
10、则可以进行波浪确定性响应、随机时程响应分析以及谱分析。运行此模块需要有 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。DYNAMIC II:高级动力分析附加软件包 完整动力响应分析软件包包括结构自振特性分析模块、一般动力响应分析模块和波浪动力响应模块。一 般动力响应分析模块可用于地震进行响应波谱分析和时程分析，其中响应谱分析包含 CQC 和 SRSS 模 型的组合技术、一般强迫振动分析以及冰振的动力响应分析。波浪动力响应模块可进行波浪确定性响应、 随机时程响应分析以谱分析。运行此模块需要有 STATIC I Pro, STATIC I
11、I Pro 或者 STATIC III Pro 软件 包的支持。DYNAMIC FATIGUE I:基本动力疲劳分析软件包 基本动力疲劳软件包可以对结构进行一般动力疲劳分析。此软件包中包含 DYNAMIC I 软件包中的模块 以及 FATIGUE Pro 模块。此软件包需要 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或 STATIC III Pro 软件包的支持。DYNAMIC FATIGUE II：高级动力疲劳分析软件包 高级动力疲劳软件包包含确定性、时程或谱疲劳分析。本软件包中包含有 DYNAMIC II 附加包以及 FATIGUE Pro 模块。此软件包需要 STATIC
12、I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。MARINE II:海上安装分析附加软件包安装分析软件包包括导管架下水和扶正分析。本软件包包括 LAUNCH 和 FLOTATION 模块。本软件包 需要使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。MARINE III:高级海上运输及安装分析附加软件包 安装及拖航运动响应软件包可以进行船体稳性分析、运动响应分析，并可以进行导管架下水分析和扶正 分析。本软件包中包括 MOTION/STABILITY, FLOTATION 和 LAUNCH
13、 等模块。本软件包需要使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。Program DetailsPrecedePro:交互式的全屏彩色图形模型SACS Executive:为软件包中的所有模块提供共用界面z控制并连接 SACS 系统中的所有程序模块z调用所有的 SACS 交互式程序z执行所有的批处理程序分析z允许对所有的 SACS 系统进行配置, 包括系统文件以及 授权锁的设置z提供命令行帮助,并且为大多数常用任务提供方便的按钮 操作z在不改变输入文件的情况下对分析选项进行指定z可以生成尺寸、材料、截面特性以及荷载z自动进行输
14、入错误检查z进行数据备份z梁单元模型和包括板单元以及壳单元的有限元模型z自动生成海洋平台导管架和甲板z自动生成 Cartesian、圆柱形或者球形的网格z自动生成重量或荷载，包括重力、压力以及撬块设备荷载z生成海洋状态数据功能z多种图形和输出报告z生成规范校核参数，包括 K 值和受压翼缘无支撑长度z可以将 SACS 模型文件转换为直接用于 AutoCAD, CADKey, TurboCAD Professional 或其他 Acis enabled CAD 软件的 3D SAT 文件格式z支持真正的 3D 几何尺寸和截面特性z可以将 SACS 模型文件直接输出成 PDMS 宏文件，并可以通过
15、这个宏文件在 PDMS 软件中建立 3D 模型z除了可以在 SACS 模型中定义和建立 PDMS 截面以外，还支持PDMS 截面库Data Generator：软件的所有模块都采用交互式数据生成z全屏编辑器可以自动提示数据输入区域，并可以为数据输入内容提供帮助z自动数据检查Prevue:交互式的图形预览工具z可以在屏幕上直接预览图形z支持 HP-GL, Postscript, DXF, Windows Metafile (WMF)以及 SACS NPF 图形文件格式z可以将显示的图形发送到打印机等设备z允许设置图形尺寸、字符尺寸、 页边距等Seastate:环境荷载生成器z 包括完整的 API
16、 第 21 版规范z 支持 5 种波浪理论z 可包括或不包括流z 生成风、重力、浮力和泥沙流荷载z 附加海生物、进水杆件和未进水杆件z 包括非结构重量的响应因子和加速度荷 载z 静力和动力分析中杆件流体特性的模拟z生成移动荷载z与杆件直径、Reynolds 值和 wake encounter 效应相关的阻力和惯性 系数z重量荷载工况z非结构体上的力z动力响应分析中确定波和随机波的 模拟SACS IV:梁单元和有限元静力分析z包括圆管、T 型钢、工字钢、槽钢、角钢、过渡锥、平板、箱型梁、加劲圆管和箱型 梁等梁单元z固体单元和板单元（各向同性的或加劲 的）zDKT 薄板zAISC、英国、欧洲、德国
17、、中国以及日本 的标准截面库z杆单元、板单元和壳单元在局部坐标系和 总体坐标系的偏心z 梁及有限元的温度荷载z 在总体坐标系或参考点坐标系内 定义的弹性支撑z 指定支撑点位移z 无限的荷载工况数z P-delta 效应z 主从自由度z 6、8 或 9 节点等参壳单元Post:梁和有限元规范校核以及重新设计z梁和板单元件规范校核以及重新设计zAPI （包括 21 版），AISC, API LRFD, Norsok, Eurocode 3, Canadian , DNV，英国 规范，和 Danish DS449 规范校核z生成重新设计单元的升级模型z修正规范校核参数z 荷载组合功能z 支持自 19
18、77 年至今的规范 z 详细的和综合的输出报告 z 静水压溃计算z 物理杆件跨度（包括多个模型杆 件）Joint Can:管节点规范校核以及重新设计z当前和过去的规范，包括最新的 API 21版 supplement 2 以及 API LRFD, Norsok, DS449 和 CanadianzAPI 地震分析以及简化疲劳分析z 搭接管节点分析z 最小和极端地震分析z 管节点强度（50%）校核FEMGV:通用有限元数据模拟和结果浏览器z由 Femsys Ltd 制作z生成复杂的有限元模型z模型数据可与 Precede 的模型数据互换z可对船体或半潜式船体进行网格化z 通过 3D 方式浏览后处
19、理结果。z 对板单元，壳单元和块单元可浏览 详细的结果等高线、向量、变形、 图形和动画效果Concrete I / Concrete II:钢筋混凝土规范校核以及重新设计z矩形、圆形、T 形以及 L 形截面z梁、双轴梁柱、板和有支撑的墙单元z可以定义多种配筋方式z根据 ACI 318-89 (1992 修订版 )进行规范 校核z 剪力配筋校核以及重新设计z 钢筋粘结长度校核z 挠度和蠕变计算z 二阶 P-delta 分析Fatigue:疲劳寿命评估以及重新设计z谱疲劳、时程疲劳和确定性疲劳分析z周期应力范围计算过程包括波搜索、曲线 拟合和插值z使用 API ( 包括 21 版补充条款), HS
20、E, DNV, DS449 和 Norsok 等规范计算应力 集中系数z使用 API (包括 21 版补充条款)，AWS, HSE and Norsok 推荐的与板厚相关的 S-N 曲线z疲劳损伤积累zPierson-Moskowitz,JONSWAP,Ochi- Hubble 双峰以及用户定义的波谱z 自动生成或用户指定的连接细部z 桩的疲劳分析z 通过已知的波浪分布生成波谱z 使用 Paris 方程对由于周期应力导 致的裂纹扩展速率进行预测z 与荷载传递路径有关的管节点的 分类z 包括波浪散射的影响z 自动重新设计Interactive Fatigue:交互式疲劳寿命评估z通过 3-D 显
21、示管节点并可以用鼠标选择支 管z可以识别全部的 SCF 以及在批处理程序中 可用的 S-N 选项z对任何类型的管节点，包括同轴连接的管 节点以及用户自定义 SCF 的管节点，都可 改变 SCF 理论z报告书内容有所扩大并重新写 了计算书，使计算书更便于阅 读z报告和图形可以通过屏幕显示 也可以保存为文件z自动进行重新设计z当选择了管节点，则自动读取 缺省参数PSI:非线性的土壤，桩以及结构的交互作用z包括梁柱效应z变截面桩zP-Y 和 T-Z 曲线，轴向粘滞力以及弹簧z按照 API 规范通过土壤特性生成 P-Y、T-Z曲线，表面摩擦以及粘滞力数据zP-Y 曲线偏移可模拟泥沙流z可以根据 API
22、, LRFD, Norsok, HSE,DS449,Canadian和 DNV 进行完整的结构分析并对 桩进行规范校核z通过曲线和图形表示土壤数据 和分析结果，包括应力，P-Y 和 T-Z 曲线z等效桩Pile: 3D 单桩分析z包括梁柱效应和斜桩影响z使用 PSI 土壤数据z可选的桩头弹簧z土壤数据的图形表示z可在桩头或桩头以下指定力z指定桩头位移z指定桩头力或位移z自动生成用于动力或静力分析 的线性等效桩z和 PSI 相同的图形显示以及规 范校核Superelement:子结构的自动生成及应用z无限数量的子结构z每个子结构最多可有 1000 个界面节点z用户自定义刚度矩阵z通过边界节点应力
23、计算子结构节点应力z子结构中可以包含其他的子结构z子结构的转换以及旋转Postvue:交互式的图形后处理z 交互式杆件规范校核和重新设计 z 显示剪力和弯矩图 z 在静力和动力分析中显示结构的变形 z 颜色化显示应力等高线图 z 用户控制规范校核参数 z 对一个或一组单元进行规范校核和重新设计 z 可支持 Post 模块所使用的相同的规范 z 强大的报告和图形能力 z 颜色化的计算结果和应力比值 z 为再分析建立更新后的输入模型文件 z 在单元上标示出 UC 比率、应力和内力Combine:结果文件处理工具z组合静、动力分析的结果，也可以对多个静力结果文件组合z对二进制的结果文件格式化便于不同
24、操 作系统间的传递z振型叠加z地震响应的静动力响应的最不 利工况组合z波浪谱分析结果极值分析Large Deflection (LDF):大变形分析z 几何非线性分析z 解决板膜问题z包含 P-delta 效应Collapse:非线性倒塌分析z 材料线性和非线性分析z 非线性弹簧z 逐步加载功能z 定义弹性及非弹性单元z 节点局柔修正z 包含自动卸载功能的碰撞分析，内置的DNV 规范中撞船的能量吸收传递曲线z 荷载工况可以包含荷载并（或）指定节 点位移z 包括几何非线性z 塑性杆单元和有限元z 包括非线性土壤和桩材料塑性z 塑性 DKT 板理论Collapse View:倒塌分析结果的图形显示
25、模块z用户可以通过软件图形方式显示分析过 程，包括用不同的颜色显示塑性区、塑性 铰形成、桩基础失效和管节点连接失效z使用 DNV 船碰撞曲线来确定由于海洋平 台安装过程中撞船产生的能量吸收过程z结构变形及塑性区发展的全过 程可以清晰的显示出来z多种图形输出选项包括基底的 剪力Dynamic Response：一般动力响应和地震响应分析z 频率分析z 基础时程输入、响应谱或功率谱输入振 动响应分析z 时程和简谐力驱动输入z 平方和开方，完全二次型和峰值振型组 合z API 地震响应谱和用户输入谱z 地震时程曲线库z 风谱振动分析z 结构和流体阻尼z 冰振响应分析z用户定义不同频率和相位的多结点荷
26、载输入进行振动分析z通过谐波荷载动力响应分析z发动机、压缩机的振动响应分析z用户指定节点响应谱输出z从地震、船撞击、坠物以及爆破分 析中输出等效静力荷载或等效荷载 时程。这些荷载可以用来进行后面 的线性静力分析或者非线性的倒塌 分析Launch:导管下水分析z 导管架下水时程分析，包括所有方向的 水力动力z 导管架及驳船的运动时程分析z 包括船下水过程的所有阶段z可以在任意指定位置导管架上的不 平衡荷载z导管架下水过程的图形输出Flotation:导管架自浮及扶正分析z使用不同的颜色区分每一个扶正步骤z扶正及稳性分析z可提供初始自浮及座底位置状态分析z扶正过程可定义多种扶正措施z支持双吊钩z支
27、持浮筒、阀门用户自定义浮力以及重量 和水动力参数修正zProperties, forces and positions plotted vs.Step 图形输出扶正过程z可指定任意扶正步骤生成结构上的荷载z产生扶正过程综合报告Tow:运输惯性荷载生成z 可输入六个自由度运动参数z 选择点的输出位置z 自动进行重量计算z 用户输入杆件和节点重量z 生成杆件和板荷载分布z 将用户定义荷载转换为重量Motion/Stability:船体运动响应分析z 船体运动位移、速度和加速度z 规则和不规则的波浪z 波谱模型Gap:非线性接触单元分析z 可精确模拟导管架装船及运输分析 模型z 带有初始间隙的单拉或
28、单压接触单 元分析z 一般非线性单元（用户输入力-变 形曲线）z 摩擦单元MTO:材料估算，重量控制z 杆件长度包括下料长度z 钢材重量统计及重心计算z 材料报表、费用估算以及重量控制报告z 焊接体积以及成本分析z 阳极保护和成本分析z 按指定高程的表面积计算第三节 SACS基本操作流程建模流程简叙.1 启动程序启动SACS 5.2 Executive程序，出现如下主界面：点击左下角的“Directory”选项卡，在“CURRENT DRIVE”中选择文件所在的硬盘盘符；在CURRENT DIRECTORY 窗口中选择文件存储目录。 CURRENT DIRECTORY窗口 CURRENT DR
29、IVE 选项框双击“INTERACTIVE”窗口中的“MOEL”按纽，出现如下界面：选择“Create new model”,点击“OK”按纽确认。出现如下界面：在“TITLE”文本输入框中输入项目名称“SACS EXAMPLE PROJECT”，在“STRUCTURE WIZARD”中选择“JACKET “（导管架）类型，使用向导建模。根据向导出现的界面，依次输入以下数据：根据以上步骤，已建立了导管架的主框架，见下图，我们可以根据设计图纸或设计思路，接下来建更详细的模型。灵活的运用向导可以节省建模的时间。尤其是对于有斜度的导管架、塔等采用向导建模会相对简单些，且不容易出错。通用的建模规则.1
30、 点的建立2.1.1点坐标系的定义一般以平台轴线围成的四边形的中心作为原点；X轴： 平台北向为X轴正向；Y轴： 平台东向为Y轴正向；Z轴： 垂直水面向上为Z轴正向，零点为海图面；2.1.2 点的命名一个平台整个模型包括有很多模块，大概有成千上万个点构成，为方便建模（模型的导入等）及校对，有序的点编号将使模型变得有条理，便于管理。根据以往设计的经验对整个平台每个模块结构上的点的命名进行了规范。l 导管架点的命名规则以下我们以四条腿的导管架举例来说明导管架点的命名方法：1、 导管架腿上的点命名以xxxL(L代表leg)，第一个x为其导管架的层数。后两个根据实际需要编号；2、 每层平面内点的命名以H
31、xxx（H代表HORIZONTAL）,第一个x为层数。后两个xx根据实际需要编号；3、 对立面上x支撑的交点的命名以Xxxx（x代表xbrace）第一个x跟第二个x代表上下两层的层数，第三个x根据实际情况编号； l 上部组块点的命名规则以下我们以四条腿的上部组块举例来说明上部组块点的命名方法：1、上部组块上的点命名以A（B/C/D.）xxx(L代表leg)，第一个字母表示层数，第一层为A开头，第二层为B开头依次类推，第二、三不用字母，均使用数字编号，如果表示的点是在腿上，则最后一个数字用L表示。l 生活楼点的命名规则生活楼上的点命名以Lxxx(L代表living quarter)，第二个字母表
32、示层数，第一层为1开头，第二层为2开头依次类推，第二、三根据需要编号。l 火炬臂点的命名规则火炬臂上点命名以FBxx(FB代表FLARE BOOM)，第三个x与第四个x根据需要进行编号。l 靠船帮的命名规则靠船帮上点命名以BBxx(BB代表BARGEBUMP)，第三个x与第四个x根据需要进行编号。l 登船件的命名规则登船件上点命名以BLxx(BL代表BOATLANDING)，第三个x与第四个x根据需要进行编号。2.1.3 点的自由度对点，Sacs 程序中 “1”表示约束，如111000表示简支。l 主结构上的点均设计成刚性节点(默认为刚节点)；l 对导管架泥线处与桩相连接的点设计成PILEHD
33、；l 如果对上部模块或者生活楼单独分析时，支点一般设计成简支；l 当进行吊装分析时，吊点一般为固结（111111）；l 进行动态分析时，需将定义主节点自由度:（222000）；.2 杆件的建立根据建立的点，用sacs 程序菜单中的member/add即可以添加杆件。当然这只是最基础的一步。接下来要对杆件属性进行赋值。2.2.1 杆件的命名规则杆件的命名一般是通过杆件的组来区分，通过先定义截面来定义组，一个组里可能包括几个不同的截面。l 导管架杆件的命名规则以下我们以四条腿的导管架举例来说明导管架点的命名方法：1、 导管架腿上杆件的命名以Lxx(L代表leg)，第一个x为其导管架的层数相对应；2
34、、 每层水平杆件的命名以Hxx（H代表HORIZONTAL）,第一个x为层数。如果对同一个导管架，水平杆件的数量和规格都比较多，第一个x可以不表示层数。3、 对立面上x支撑或k支撑命名以Vxx（V代表VERTICAL）,第一个x为其所在的那个面的标号，如在row A面，则x为A。4、 对CONDUCTOR一般以CNx命名；5、 对PUMP CASSION 一般以 CSx命名；6、 对riser camp 一般以 RCX命名；7、 对桩靴一般以PSx命名；8、 靠船帮的命名规则靠船帮上杆件命名以BBx(BB代表BARGEBUMP)， x代表不同的杆件类型。9、 登船件的命名规则登船件上杆件命名以
35、BLx(BL代表BOATLANDING)，x代表不同的杆件类型。l 上部组块杆件的命名规则上部组块杆件的定义，梁一般采用Bxx定义，柱采用Pxx来定义；l 生活楼杆件的命名规则生活楼杆件的定义，梁一般采用Hxx定义，柱采用Cxx来定义；l 火炬臂杆件的命名规则火炬臂杆件的定义，梁一般采用FBx定义;注：同一个组可以通过定义不同的段来定义不同的截面。这样可以减少组数，便于模型管理。2.2.2 杆件的偏移为使建立的模型跟实际的结构相似，我们需要对建立的杆件进行一定的偏移，如在模型中一般是以梁的中心为基准线，而实际建立模型是以梁的上表面做为基准面的。一般来说需要偏移的杆件有：l 梁的基准面的偏移；l
36、 梁与柱连接，梁端部的偏移；l 柱与梁的连接，柱端部的偏移；一般来说，对梁和柱进行偏移对结构的受力是有利的，一方面减少了结构的重量，一方面可以减小结构件的有效长度。2.2.3 杆件的有效长度杆件有效长度的定义，对计算是有很大的影响的，为使计算的结果更加准确，根据API规范要求，一般我们采用如下定义；l Ky为平面内有效长度系数；l Kz为平面外有效长度系数；Kz与Ky的详细规定可参见API规范。l Lb为面板的无支撑长度；对梁上面有板的梁一般Lb很小，可定义1m或者更小。 其不起控制作用。2.2.4 杆件的约束通过杆件约束的定义，可以改变杆件的受力方式，SACS程序用“0“对杆件端点的约束，“
37、1“表示释放。如吊绳杆件两端约束的定义为：“000111”与“000011“；Wishbone杆件两端约束的定义为：“000000“与“100111”；注：在进行部分工况分析时，需考虑腐蚀余量对杆件属性的修改.3 加载荷载的定义是建模的重要的环节，加载的准确性将直接影响计算的正确性。对sacs 程序，加载可以通过界面操作完成，也可通过编辑文本文件来定义载荷。荷载的大小要符合业主规格书的要求，如业主没有明确的要求，荷载的大小可根据经验估算。2.3.1一般载荷l 结构自重；无需加载，系统可自动计算；l 没有模拟的次要构件的重量将根据结构所在的位置，加到结构上，如：导管架部分：riser的重量、扶梯
38、的重量、阴极块的重量、抓桩器的重量等；上部组块部分：小梁的重量（对基本设计）、扶梯的重量，墙面的重量等。l 管线、设备重量；根据其他专业提供的条件将其加入到模型中；l 活荷载；活荷载一般包括有：走道面载、设备活载等。2.3.2 环境载荷环境载荷，我们可以单独的作个海况文件来定义，也可在模型文件里直接定义。l 水压力；程序自动计算；l 海生物的定义；根据规格书要求来定义；l 风浪流的定义；其大小可根据规格书要求来定义，作用面积则要根据实际结构来定。l 冰载荷的定义；.4 载荷工况组合荷载的工况组合，一般在结构说明书中（业主要求）有相应的要求及说明。下面列举了IN-PLACE工况需要考虑的几个荷载
39、组合。2.4.1 正常操作工况：结构重100活荷载正常操作工况海况荷载（一般8个方向）修井机荷载（考虑方向）钻井机（考虑方向）吊机载荷（考虑方向）2.4.2 极端工况（一般）：结构重75活荷载正常操作工况海况荷载（一般8个方向）修井机荷载（自重）钻井机（考虑方向）吊机载荷（无吊重）2.4.3 极端工况（抗拔）：结构重50活荷载正常操作工况海况荷载（一般8个方向）修井机荷载（自重）钻井机（考虑方向）吊机载荷（无吊重）注：在模型文本文件中，为方便校对及以后的查找修改，建议对文本文件中每一个重要的信息或者不同类别的信息的输入进行说明标识。各种工况分析概述.1 静力分析（static analysis
40、）3.1.1 分析流程：1 模型文件；2 海况文件（也可以跟模型文件合并为一个文件）3 节点文件；（如需要节点校核）4 桩土文件（对桩基础的导管架）建模 运算1. 采用linear static analysis with pile soil interaction 分析模块进行分析； 生成jcnlst、psilst结果文件3.1.2 建模分析中的重点及难点：l 模型文件要符合建模的一般规则；l 对因考虑腐蚀而将导管架上的杆件直径减小的杆件，在海况文件中应通过GROUP OVERRIDE 或者MEMBER OVERRIDE 复原；同时可以定义截面的面积还原杆件的重量；l 桩土文件输入1保证输入
41、数据的准确性。可以通过单独运行single pile analysis 来分析，直观的分析输入数据的准确性；2.注意单位的统一。.2 地震分析（earthquake analysis）3.2.1 分析流程：l 第一步静态分析：分析方法同静力分析，要求生成dynsef文件及psicsf文件。l 第二步模态分析：采用extract mode shapes 模块进行分析。1要求输入文件：a、第一步生成的dynsef文件；b、dyninp文件；c、动态模型文件；2. 要求输出文件：a、dynmod文件；b、dynmas文件； l 第三步响应普分析：采用earthquake 模块进行分析。1要求输入文件
42、：a、第二步生成的dynmod文件及dynmas文件；b、第一步生成的psicsf文件；c、第一步生成的dyrinp文件；2. 要求输出文件：a、dyrlst文件；b、dyrcsf文件； l 第四步后处理，生成结果文件：采用element stress and code check 模块进行分析。1要求输入文件：a、第三步生成的dyrcsf文件；b、pstinp文件；2. 要求输出文件：a、pstlst文件； 采用joint can tubular connection check 模块进行分析。1要求输入文件：a、第三步生成的dyrcsf文件；b、JCNINP文件；2. 要求输出文件：a、j
43、cnlst文件； 3.2.2 建模分析中的重点及难点：l 进行动态分析时要将主节点的约束设置成“222000”；l 动态的模型文件时要说明是动态分析“加入dyn“。l 准确的模拟等效桩，需要比较准确的将底部剪力或弯矩跟实际地震时的底部剪力或弯矩等效，误差小于5。.3 疲劳分析（fatigue analysis）3.3.1 分析流程：l 第一步静态分析：分析方法同静力分析，要求生成dynsef文件及psicsf文件。l 第二步模态分析：采用extract mode shapes 模块进行分析。1要求输入文件：a、第一步生成的dynsef文件；b、dyninp文件；c、动态模型文件；2. 要求输出
44、文件：a、dynmod文件；b、dynmas文件； l 第三步波浪响应普分析：采用wave response 模块进行分析。此分析需根据业主要求，一般为八个方向，对每个单独的方向。1要求输入文件：a、第二步生成的dynmod文件及dynmas文件；b、第一步生成的psicsf文件；c、第一步生成的wvrinp文件；d、模型文件；2. 要求输出文件：a、WVRNPF文件（传递函数）；b、SACCSF文件； l 第四步后处理，生成结果文件：采用fatigue damage 模块进行分析。1要求输入文件：a、第三步生成的SACCSF文件；b、ftginp文件；2. 要求输出文件：a、ftglst文件； 3.3.2 建模分析中的重点及难点：l 进行动态分析时要将主节点的约束设置成“222000”；l 动态的模型文件时要
