SAP2000地铁标准框架计算实例_百度文库
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SAP2000地铁标准框架计算实例
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SAP2000应用小结
，荷载工况(load case)：是对各种荷载类型的定义（define），然后通过指定(assign)建立模型中空间分布的力、位移或其他作用(例如：温度)。这仅仅是建立了作用，荷载工况本身不在结构上产生响应。
2，分析工况（analysis case）：是定义荷载作用方式（静力或动力）、结构的响应方式（线性或非线性）、分析方法（模态分析法或直接积分法）。 分析工况中包含荷载工况，分析工况可以对应一个荷载工况，也，可以是荷载的组合（多点风荷载、多维博研动）。运行分析工况才能得到结构关于荷载的响应。
3，定义组合(define combination ):是将分析工况的计算结果进行组合（计算机运行减少人工进行计算的工作量），常用的组合形式是线性（linear）叠加或者包络(envelope)。&&
1.时程分析时用EL波，原始记录的波一般是以重力加速度g为单位，它的峰值为0.341g,也就是0.341*9.8m/s2.而你sap的单位用的是N/mm/s,也就是你的单位与原始波的单位相差个单位，那么你的系数要输入9800。如果你sap的单位为N/m/s，那么你的系数取9.8即可。
& & 2.规程中的8度罕遇要求是400g，这个g是单位gal的缩写字母，它的单位是cm/s2。实际上就是0.4个重力加速度。即400gal＝0.4g，考虑第1点，那么你的系数应该取*（0.4/0.341）＝11495.6。
& & 3.定义时程函数时，单位无所谓，只要你的系数对应好就可以。
& & 注：sap输入的博研函数本身是没有单位的，它的单位随着你sap的右下角的单位走的。所以才需要将这个单位和原始波单位对应。
1，将索得抗弯刚度设为极小值。
2，需作索的非线性分析，在作索得非线性分析需要打开大变形得选项。
3，加载需要分步加载，先加载预应力，再加载其它荷载。
4，在v9版本里面，可以直接用应变来直接模拟预应力，不用降温也可以。
算出来得结果跟手算得结果基本是一致得，所以用sap2000来分析索是完全实用得，也是准确的。 扭转与振型耦联基本概念解释
看来大家误解了结构扭转和振型耦联的意思，结构扭转是结构的固有属性，如果是三维结构分析软件，都会考虑扭转效应的，如Rz，完全对称规则的结构（即质心和刚心重合，也有扭转振型，只不过振型是完全解耦的），如果作用的荷载不通过质心，一样可以造成结构扭转效应。
CQC方法的真实含义并非是“考虑扭转效应”，确切的说法是“考虑振型间的耦联”，咱们规范的用语容易使人误解为CQC是考虑扭转，SRSS是不考虑扭转，这是不对的（至少是不确切）。
所以，只要是真正的三维软件（比如框架单元每节点有六个自由度，三平动，三转动），结构的真实效应都可以体现，扭转亦不例外。 故，你的问题并成其为问题。
位移型多点输入
（1）& & 将加速度是时程函数二次积分得到位移时程函数，对位移函数进行基线修正（消除位移偏移项），然后才能作为位移时程函数输入。
（2）& & 在支座给定单位位移（确定位移输入方向），每个支座给定不同的荷载工况名称（体现多点输入）
（3）& & 建立时程分析荷载工况，按支座距离震中的远近给定相对的博研波到达时间。（不同点时程函数计算出来后，要有时间间隔，此时间间隔内后到达点输入时程函数为0）
层间剪力输出
&&在SAP中没有直接的层间剪力结果显示，但是可以通过“截面切割”定义选项来查看层间剪力。我的做法是先将各层的柱子及其上部的点定义为一个组，模型分析完成之后在定义菜单中的“截面切割”定义成各个组，这样就可以在时程分析的结果中查看截面切割的力，即各层的层间剪力。组定义在分析前做，但是截面切割的定义最好是在分析完成之后做。
粘弹性阻尼器实现
建议楼上几位先研究一下SAP2000带阻尼器结构的计算原理，然后再讨论参数设置问题！楼上几位主要是线性分析和非线性分析的计算原理没有搞清楚，线性分析也是考虑阻尼的，只是与非线性的计算方法不同而已，线性分析时是在矩阵方程组强行解偶的过程中产生误差，但误差一般都是在5％以内；非线性分析我就不用说了，反复迭代求解，精度比较高。
1 .线性分析时在线性属性中输入参数，粘滞阻尼器只需输入阻尼系数，粘弹性阻尼器即需要输入阻尼系数又要输入线性有效刚度，按阻尼与弹簧并联模型设置参数；
2 .非线性分析时需要输入刚度、阻尼系数、阻尼指数（阻尼指数跟粘弹性材料有关，需厂家提供），粘滞阻尼器刚度应为阻尼系数的100～10000倍，一般按1000倍输入；粘弹性阻尼器需要按阻尼、弹簧串连模型设置刚度和阻尼系数。
时程分析输出步长与输出点数
如果是采用sap2000中自带的博研波时，在导入博研波后，通过点击显示文件（View File）可以显示该博研波的总时间t和时间步长s（输出步长大小），通过这两个数据可以计算输出时段数( )。对于同一个工程，博研波作用的总时间t可以不同，但输出时段大小s应该一致。否则，两次时程分析输出的是不同时间点处的结果，其值当然是不同的。一般来说，输出时段大小一般取0.01或0.02。输入的是同一个博研波,只不过输出的时段数n和时段大小s不同,那么输出的分析点就不同，各个分析点所连成的图形(如时间-位移图形)自然不同；另外，如果选择的输出时段数和时段大小不同，导致反应最大点漏掉，那么输出的最大值也与本来的最大值不同。因此，想得到相对全面和真实的分析结果，建议输出时段数和时段大小,选择和输入的一致。不过这样可能比较费时/费空间。 输出时段数（Number of Output Time Steps）输出时段大小（Output Time Step Size）是在分析工况下面出现的（默认100段，段大小0.1，共10s），时程定义里面的“..的等间隔值”就是指时程波的步长（比如取0.02，1000点共20s）。
博研波的输入格式
&&1、博研波数据按5列给(5个加速度函数值)
the number of points per line =5，
& &选择the function at equal time step option ,
& & Function at equal time step =0.02
2、博研波数据按6列给(3个时间点，3个加速度函数值)
& &the number of points per line =3
& &选择time and function values
3、有些博研波是两列的，第一列是时间，第二列是加速度值。这时在定义fuction-time history
中有一项time and fuction value一定要选中。这样程序先读时间，然后读加速度值。在
number of point per line=是填1而不是2（如2）。
4、系统自定义波动输入的时间间隔是0.005秒，0.01或0.02秒是一般博研加速度记录的时间
间隔，注意修改。
5、每行数据如出现空行，程序自动结束数据输入。
风荷载时程的输入
1、& & 确定脉动风模拟无误，实际风速=脉动风速+平均风速。将实际风速转化为风荷载，保存风荷载时程。
2、& & 按照以下步骤实现风荷载输入：
（1）、define_ load case 定义一个名为1的荷载；
（2）、define_&&function _ time history 定义一个名为2的时程；
（3）、define_ analysis case 定义一个case名称，load_ type（加载方式）选load，load name选1，function选2；
（4）、选择预施加节点，assign_ joint load ，load case选1；此时，LOADS下面编辑框中的FORCE GLOBAL或moment about global x(y,z)中6个参数不能全为0，具体应根据所施加得风荷载时程得方向而定，如输入时程数据不需修正，对应参数设为1。
&&位移时程施加与上同。assign 中的节点荷载可以施加函数类型荷载，勿需质疑。
出现丢失精度的警告信息， “lost 6.4 digits of accuracy”解释
&&答：sap2000采用双倍精度运算，允许15个有效数字。如果存在整体的或局部的不稳定（比如某个节点没有被约束），求解过程将出现精度丢失。当精度丢失超过6位时，程序会提示警告。比如某次分析出现精度丢失，用户可检查出现错误的位置，借助*.OUT文件确认施加的荷载与反力的平衡误差在1％范围内。精度丢失通常是由于同时含有十分刚的单元与十分柔的单元。若警告仅是局部的精度丢失，对于工程分析，一般可以接受。
Powered bySAP2000的QUAKE荷载模式的作用原理
酷鱼工作室
大家知道，底部剪力法是用静力方式模拟地震作用的一种简化计算方法，其计算方法在《建筑抗震设计规范》(GB)中有明确的规定。规范条文截图如下：
在SAP2000中，是用QUAKE荷载模式来实现底部剪力法的。但是，在使用此方法时，还是存在一些疑惑：SAP2000是怎样取“质点”的呢？作用在质点上的重力荷载代表值Gi、Gj是如何确定的？计算得到的水平地震作用标准值Fi是如何施加在结构上的？为此我建立了一个简单的模型，根据计算结果推测出SAP2000的底部剪力法的实现方法。这对正确地使用SAP2000的QUAKE荷载模式，应该是有积极意义的。
测试模型如上图，只有一根柱子，底部固支，高10m，截面1mx1m，材料为混凝土C30。为测试方便，将DEAD荷载模式的重力自乘系数取0，即忽略自重。建立Quake荷载模式，其参数设置如下图。
荷载模式设置
计算结果分析
计算得到的柱受力图如下图所示。请注意看等效荷载图，这里显示柱顶节点处有32.05kN的水平集中力，这应该就是地震作用产生的荷载。SAP2000把水平地震作用力施加在节点上了。
下面验证这个水平力是否正确。列表如下：
材料容重Rho(kN/m3)
结构等效总重力荷载Geq(kN)
Geq=0.85*Rho*1*1*10
水平地震影响系数最大值alpha_max
特征周期Tg(sec)
结构自振周期T(sec)
阻尼比kesi
衰减系数gamma
阻尼调整系数Eta2
地震影响系数alpha_1
&(因为T&Tg且T&0.1,直接取alpha_max)
结构总水平地震作用标准值F_EK(kN)
&(F_EK=alpha_1*Geq)
顶部附加地震作用系数
&(T&1.4Tg)
Sigma(GjHj)
按顶部节点和底部节点平分柱的自重来计算
其中，Geq=0.85*Rho*1*1*10，这个0.85是按“多质点可取总重力荷载代表值的85%”这一条来取的，也就是说，SAP2000会统一按多质点系统来计算。
阻尼比kesi就是对话框中的Damping Ratio。
结构自振周期可以从“Modal Periods and Frequencies”表中查到，如下图：
“Modal Periods and Frequencies”表
或者从“Auto Seismic & Chinese
2002”表中查到，不过小数点位数少一些，如下图：
“Auto Seismic & Chinese 2002”表
另外，从“Auto Seismic Loads to
Joints”表中还可以直接查到加到节点上的地震作用荷载，如下图所示：
“Auto Seismic Loads to Joints”表
从计算结果看出，手算的结果与SAP2000输出的结果完全吻合。
如果将柱分为多段，则地震作用荷载会施加到各个节点上（除了底部节点）。
我们将上例中的柱子均分成3段，产生了两个中间节点，如下图所示：
重新计算后得到柱剪力图如下图所示。注意，这不是柱荷载图。
根据柱剪力可以推算出节点处的地震作用荷载，或者直接查“Auto Seismic Loads to
Joints”表得到，如下图：
三段柱的“Auto Seismic Loads to Joints”表
注意表中的数据是按Z值升序排列了。
可以看出，总荷载仍然是32.05kN。每个柱分段的重力荷载代表值，被分配到柱分段的两端节点上。这样，顶部节点和底部节点分配得到1/2柱分段重力荷载，而中间节点分配得到1倍柱分段重力荷载，其比值从上到下为
1；而高度Z比值从上到下为3:2:1，相乘得到GiHi比值为1.5:2:1。将32.045816kN按1.5:2:1分配，正好是7.121、14.243和10.682。
SAP2000的QUAKE荷载模式的总地震荷载作用力的计算结果与规范相符。
地震荷载作用力作用在节点上，节点就是规范中所说的质点。
杆件的重力荷载代表值被分配到它两端的节点上。
各节点的地震荷载作用力分配方式与规范相符。
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