SAP2000建模和分析過程

1、SAP2000建模與分析過程在家一邊做論文 ,一邊把 SAP2000建模與分析過程整理了下1、軸網(wǎng):a:文件-新模型 -軸網(wǎng)。笛卡爾坐標(biāo)可以定義立方體矩形,柱面坐標(biāo)可以定義立方體弧形。添加局部坐標(biāo)系 :單擊鼠標(biāo)右鍵 -編輯軸網(wǎng)數(shù)據(jù) -添加新系統(tǒng) （原點(diǎn)位置 :0、0、0;在快速繪制 , 第一個(gè)網(wǎng)格位置中可以輸入局部坐標(biāo)相對于總坐標(biāo)的位置;不可以在一個(gè)視窗中同時(shí)顯示整體坐標(biāo)、局部坐標(biāo) ,可以通過屏幕右下方的選擇區(qū)切換。b:文件 -導(dǎo)入:CAD文件、 EXCEL等。注:cad 中定義不能使用 0 圖層定義新的圖層 ;在導(dǎo)入時(shí) ,cad的鉛垂方向與世界坐標(biāo) wcs中 X、 Y、Z、軸的哪一個(gè)軸對應(yīng)

2、,相應(yīng)的選擇對應(yīng)的軸 （全局上方向 ）,也可以在 cad 中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作 , 也可以通過施加重力方向的荷載校核 ; 結(jié)構(gòu)導(dǎo)入模型時(shí)偏離整體坐標(biāo)原點(diǎn)太遠(yuǎn),可以在 cad中將模型移到通用坐標(biāo)系 WCS原點(diǎn),或在 sap2000中進(jìn)行模型整體移動(dòng) ; cad中采用的就是浮 動(dòng)坐標(biāo) ,導(dǎo)入 sap2000 后會出現(xiàn)極少的位差 ,可在“交互數(shù)據(jù)編輯功能”里修改 ; cad中的曲線 桿件不能導(dǎo)入 sap2000 中,可以利用 cad 的二次開發(fā)技術(shù)將圓弧、橢圓等線段修改成直線線 段;由 cad導(dǎo)入的線段必須為直線 ,不能為多段線。c:程序自帶的已定義屬性的三維“框架” 。1、1:修改軸網(wǎng) :轉(zhuǎn)化為一般軸線

3、 :即可完成對整體坐標(biāo)與局部坐標(biāo)中軸線的編輯、修改。編輯數(shù)據(jù) -修改顯示系統(tǒng) 粘合到軸網(wǎng)線 :某樓層層高不一樣時(shí) ,可在-修改顯示系統(tǒng) 修改 z 軸坐標(biāo) ,構(gòu)件會隨著軸網(wǎng)一起移動(dòng)。 、2. 定義材料 :定義-材料（有快速添加材料與 添加新材料 ）?？焖偬砑硬牧?就是程序已經(jīng)定義好了的 ,可以 定義鋼與混凝土 ,當(dāng)“快速添加材料” 中沒有要定義的材料時(shí) ,則需要自己手動(dòng)在“添加新材 料”中定義。3、定義截面 :框架單元 :用來模擬梁、柱、斜撐、桁架、網(wǎng)架等。面截面 : Shell（殼）、plane（平面）、Asolid（軸對稱實(shí)體 ）Shell: 膜（僅具有平面內(nèi)剛度 ,一般用于定義樓板單元 ,

4、起傳遞荷載的作用 ）; 殼（具有平面內(nèi)以及平面外剛度 ,一般用于定義墻單元 ,當(dāng) h/L1/10 時(shí)為薄殼 ,忽略剪切變形 ） 板（僅具有平面外剛度 ,僅存在平面外變形 ,一般用來模擬薄梁或地基梁 ） 4:繪制模型 : 一般就是定義好某種截面后再繪制該截面。繪圖-繪制框架 /索/剛束、快速繪制框架 /索/剛束、快速繪制支撐、快速繪制次梁、繪制矩 形面單元、快速繪制面單元 或者點(diǎn)擊 sap2000左邊的快捷鍵可以切換不同立面 ,不同平面 ,再執(zhí)行帶屬性復(fù)制命令 :框選要復(fù)制的構(gòu)件 -編輯 -帶屬性復(fù) 制。注:繪制 xxx可以自己指點(diǎn)桿件的長度、 板的大小而快速繪制 xxx 只繪制形成節(jié)點(diǎn)的桿件與

5、板 面。改節(jié)點(diǎn)標(biāo)高 :編輯-編輯點(diǎn) -對齊點(diǎn)。布置梁、柱時(shí) ,continuous 為固結(jié) ,pinned 為鉸接。繪制一榀框架后 ,可以利用“拉伸點(diǎn)成框架 /索”來完成其它榀框架的繪制 :框選-編輯-拉伸 -“拉伸點(diǎn)成框架 /索”。繪制板時(shí) ,選擇 none 則不計(jì)板重但可以傳遞荷載。柱、梁偏心 :框選要偏心對象 -指定-框架-插入點(diǎn) ,選擇偏心方向及偏心長度。墻偏心 -框 選面對象 -指定 -面-面厚度覆蓋項(xiàng) ,選擇“自定義節(jié)點(diǎn)偏移由對象指定” （先 要顯示“局部坐標(biāo)軸” ）。開洞:框選要分割的面 -編輯-編輯面 -分割面。Satwe 梁剛度放大 :將需要放大剛度的樓面梁選中 ,并設(shè)置為一

6、個(gè)組 帶屬性復(fù)制 :有時(shí)導(dǎo)入 dxf 也會出現(xiàn)這樣的問題。坐標(biāo)的精度太高 ,sap 計(jì)算會出問題。解決辦法 :1,在 sap中復(fù)制全部。 2,在 excel中打開空表并粘帖。 3,在 excel 中統(tǒng)一調(diào)整各列的 精度。然后全選并復(fù)制。 4,在 sap 中粘帖。改變框架單元的截面屬性 :框選構(gòu)件 -指定 -框架 -框架截面4、1:樓板、剪力墻剖分單元把樓板、剪力墻布置完后 ,框選要剖分的樓板、剪力墻 -指定 -指定 -面-自動(dòng)面網(wǎng)格剖分 , 以最大尺寸自動(dòng)剖分面為單元。 （對于膜屬性的單元可以自動(dòng)根據(jù)梁、墻位置進(jìn)行剖分。對 于殼與板 ,需要人工設(shè)定剖分 ）圓板進(jìn)行網(wǎng)格劃分 :如果采用柱坐標(biāo) ,

7、板中心處會有不合理的三角形單元 ;在 sap 中要建立圓板 模型 ,最好使用模板中的圓板模型 ,那個(gè)就是已經(jīng)劃分好的模型 ,能夠保證足夠的計(jì)算精度。 4、2: 特殊定義 :端部彎矩、扭矩釋放 （指定 -框架-釋放/部分固定 ）;剛域 （指定 -框架-端部偏移 ,彈出框架端 部長度偏移對話框 -剛域系數(shù) ）;節(jié)點(diǎn)限制 （指定 -節(jié)點(diǎn) -束縛 ）:body（ 剛體限制 ）:所有被限制節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)三維剛體一起移動(dòng),模擬剛性連接。Diaphragm（ 剛性隔板限制 ）:剛性樓板與整體坐標(biāo)系 X-Y平面為剛性平面 ,位于 X-Y平面各節(jié)點(diǎn)無 相對位移 ,但不影響平外面變形。一般用來模擬樓板,每一層加一個(gè)

8、 diaphragm, 否則計(jì)算出來的周期相差很大。Plate（剛性板限制 ）:可以抵抗平面外變形 ,但不影響平面內(nèi)變形。Rod（剛性桿限制 ）、Beam（剛性梁限制 ）、 Equal（相等限制 ）。 定義剛性樓板 :選中一層所有節(jié)點(diǎn) ,通常 constraint Z 軸 ,注意這樣定義的樓板在垂直 Z軸平面內(nèi) 剛度無限大。自動(dòng)線束縛 :sap 中自動(dòng)線束縛就是針對面與面間剖分不一致, 而去施加邊界強(qiáng)制協(xié)調(diào)的。自動(dòng)線束縛就就是把兩個(gè)獨(dú)立繪制的面合二為一一樣。如果本身就就是一塊整的板單元,人為剖分后再施加線束縛那就是沒什么意義。 sap2000 按三維框架模板建模后不需要定義板自動(dòng) 邊束縛 ,模

9、型建好后 ,殼單元與框架單元自動(dòng)耦合。5:施加支座約束 :切換到最頂層 框選要定義支座的節(jié)點(diǎn) 指定 -節(jié)點(diǎn) -約束 （固接、鉸接、滑動(dòng) ）6:定義荷載工況 :定義-荷載模式 ;類型有:DEAD（恒載）、SUPER DEAD附（加恒載 ）、 LIVE（活載）、 ROOF LIVE屋（ 頂 活載 ） 、WIND（風(fēng)載 ） 、QUAKE（地震 ） 、 SNOW（雪載） 注: 自重乘數(shù) ,般都填寫 0,地震、風(fēng)荷載定義時(shí)都要選擇規(guī)范 ,可以單擊右側(cè)的“修改側(cè)向荷載模式”,選擇 x 或 y 方向底部剪力法、基本地震與風(fēng)信息等。底部剪力法: 即荷載為倒三角形分布。ROOF LIVE屋（ 頂活載 ）:質(zhì)量源

10、組合中不能組合屋面活荷載。7:施加荷載 :面荷載 :框選面 -指定-面荷載 -均勻 （殼） 線荷載 :框選桿件 - 指定 - 框架荷載 -分布 點(diǎn)荷載 -框選節(jié)點(diǎn) - 指定 - 節(jié)點(diǎn)荷載 -力 溫度荷載 -框選桿件 - 指定 -框架荷載 -溫度 風(fēng)荷載 :自動(dòng)計(jì)算風(fēng)荷載不能隨便用 ,根本不知道自動(dòng)計(jì)算的荷載準(zhǔn)不準(zhǔn)確, 只能手動(dòng)加面荷載。 選擇風(fēng)力作用來自于面對象 ,之后定義體型系數(shù)。風(fēng)荷載一種就是通過剛性隔板,通過點(diǎn)束縛 ,假定平面內(nèi)無限剛 ,通過剛性隔板寬度、 高度 ,把風(fēng)荷載施加在隔板的質(zhì)心上 ,屬于簡化 計(jì)算 ; 另一種就是通過虛面 none（ 有剪力墻時(shí)就直接通過剪力墻面對象）,來傳力

11、 ,通過四個(gè)角點(diǎn)傳力。此種方法需要指定給風(fēng)荷載體形系數(shù)。面荷載 : 如果采用 “均勻殼 ”方式加荷載 ,計(jì)算時(shí)采用的就是有限元那一套理論,殼的剛度會參與了整體受力 ,并影響面荷載分配 ,樓板剖分愈精細(xì) , 愈精確 ;“均勻?qū)Ш傻娇蚣?”應(yīng)該就是按照 塑性鉸線概念 ,將每一塊殼上的荷載按塑性鉸區(qū)范圍加載到相應(yīng)的梁上（注意采用此種方法時(shí),同一“區(qū)格 ”內(nèi)的樓板不要剖分 ,否則導(dǎo)荷結(jié)果就是錯(cuò)誤的 ）,殼的剛度不會影響荷載的分配。 對于通常結(jié)構(gòu) ,建議同一 “區(qū)格 ”內(nèi)的樓板不要剖分 ,面荷載采用 “均勻?qū)Ш傻娇蚣?”的方法施加 , 樓板的面外剛度貢獻(xiàn)可以通過修正梁的剛度實(shí)現(xiàn),樓板的面內(nèi)剛度貢獻(xiàn)可以通

12、過施加隔板約束實(shí)現(xiàn)。但這樣會導(dǎo)致樓板自重通過膜節(jié)點(diǎn)直接傳到支座（柱子 ）上了。均勻分布到框架只針對于施加荷載使用。想要樓板傳力到梁,可以對樓板剖分。或者用none 樓板 ,自重手動(dòng)做荷載施加時(shí)指定分布到框架。節(jié)點(diǎn)荷載 :建筑物而言 ,外加荷載如隔墻與樓面活荷載等 ,在做靜力分析時(shí) ,可以通過荷載方式 計(jì)算其效應(yīng) ,但當(dāng)做動(dòng)力分析時(shí) ,必須將它們的質(zhì)量考慮進(jìn)去 ,因?yàn)橘|(zhì)量會影響結(jié)構(gòu)周期的 ,這 就就是要人為施加點(diǎn)質(zhì)量或線質(zhì)量的原因。恒載輸入 :一般情況下就是按照樓面 （不計(jì)構(gòu)件自重 ）荷載指定給構(gòu)件。然后在定義荷載模式 時(shí),DL 自重系數(shù)取 1,代表自動(dòng)計(jì)算并加入構(gòu)件自重。然后定義質(zhì)量源的時(shí)候采

13、用“來自荷載 ”,定義為 1DL+0、 5LL。8、定義質(zhì)量源 :定義-質(zhì)量源 -來自荷載 （一般都選擇來自荷載 ）;質(zhì)量源組合時(shí)有一個(gè)“乘數(shù)”即荷載組合系 數(shù)。sap2000 時(shí)程分析時(shí)框架結(jié)構(gòu)填充墻 :地震力只與每層質(zhì)量有關(guān) ,時(shí)程分析時(shí)所加荷載根本不 影響結(jié)構(gòu)的周期振型等一些特性 ,模態(tài)分析與時(shí)程分析都就是基于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量信息。在中國 規(guī)范中 ,重力荷載代表值就定義了求解地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的計(jì)算方法。所以,質(zhì)量源的定義就是很重要的 ,將自重、附加恒載定義為 dead load,在質(zhì)量源定義中選擇來自荷載 ,按規(guī)范考慮 恒活組合 ,結(jié)構(gòu)質(zhì)量就等于組合后求得的荷載除以重力加速度。9、荷載工況定

14、義 -荷載工況 -可以定義不同的分析類型 ,如下所示 :靜力分析 （static）:不考慮慣性力的影響 ,內(nèi)力、位移不就是時(shí)間的函數(shù)。模態(tài)分析 （modal）:計(jì)算結(jié)構(gòu)振動(dòng)的模態(tài) ,有特征值法與 Ritz 向量法。反應(yīng)譜分析 （Response Spectrum）:靜力方法計(jì)算由加速度荷載引起。 求出各階振型的結(jié)構(gòu)反應(yīng) 再進(jìn)行組合 ,以確定結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力與變形。時(shí)程分析 （time history）: 荷載隨加載時(shí)間變化 ,需要時(shí)程函數(shù) ,求解方法就是振型疊加或直接積 分,要輸入地震波或人工振動(dòng)。彈性屈曲分析 （Buckling）: 在荷載作用下屈曲形態(tài)的計(jì)算。首先要定義“時(shí)程分析函數(shù)” 、“

15、反應(yīng)譜分析分析函數(shù)” 定義 函數(shù) -選擇需要的函數(shù)、填寫相關(guān)參數(shù)。其次再定義“荷載工況” :其中時(shí)程分析 與反應(yīng)譜分析 都選擇從 Modal 中得到分析工況的 振型,都要選擇已定義的相關(guān)函數(shù) ;反應(yīng)譜分析中有些參數(shù)的含義 :CQC（耦聯(lián)） 、SRSS非（ 耦聯(lián) ）, 方向組合 :修正后的 SRSS。注: 定義荷載工況“時(shí)程分析” 、“ 反應(yīng)譜分析分析”時(shí)要填寫 :加速度 （Accel）比例系數(shù)。比例 系數(shù)即規(guī)范中規(guī)定的加速度 / 人工波的加速度 ;結(jié)構(gòu)質(zhì)量轉(zhuǎn)換成重力荷載代表值要乘以加速 度 g,因此規(guī)范中規(guī)定的加速度與人工波的加速度都轉(zhuǎn)換成以g 為單位的加速度后再相比 , 再乘以系數(shù) 9、 8

16、（sap 的單位為 N/m/s） 或者 9800（sap 的單位用的就是 N/mm/s） 。規(guī)范中的加 速度單位 g 為 gal,單位為 cm/s2,比如規(guī)程中的 8 度罕遇要求就是 400g,即 400gal 0、4g。 時(shí)程分析“輸出時(shí)段大小” 一般為 0、01或 0、02,根據(jù)總持續(xù)時(shí)間為 10s左右填寫“時(shí)間段” , 對于同一個(gè)工程 ,地震波作用的總時(shí)間 t 可以不同 ,但輸出時(shí)段大小應(yīng)該一致。 時(shí)程分析首先應(yīng)在 “定義 -函數(shù)”中定義幾組地震波函數(shù) ,可以選擇從文件中讀取地震波函 數(shù),再在“施加的荷載”中填寫對應(yīng)地震波函數(shù),一般都就是線性“彈性時(shí)程分析” ,也可以進(jìn)行非線性分析。 “

17、顯示荷載高級參數(shù)”中可以填寫其它參數(shù),一般橫波要晚于縱波到達(dá)結(jié)構(gòu) ,可以通過“到達(dá)時(shí)間“來定義實(shí)現(xiàn)。pushover（靜力非線性分析 ）過程:選擇要添加塑性較的梁 -指定-框架 -鉸添加; 定義-分 析工況 -靜力非線性工況 （采用荷載控制 ）,再次定義一個(gè)靜力非線性工況 （push over）, 荷載類 型為 Modal（ 采用位移控制 ）;先運(yùn)行其它工況 ,查瞧沒有超筋等后 （必須要運(yùn)行 ）,再修改 push 工 況（剛度來自重力非線性工況 ）-運(yùn)行這 2個(gè)靜力非線性工況 -顯示-顯示靜力 pushover 曲線 -查瞧（視圖-設(shè)置三維視圖 ,選擇 push工況）。在 sap 輸入與 X

18、或 Y 軸成一定角度的反應(yīng)譜 :點(diǎn)擊分析工況中修改反應(yīng)譜工況 , 在分析工況數(shù) 據(jù)中選中顯示高級荷載參數(shù)后可輸入反應(yīng)譜的角度。sap 中材料阻尼、反應(yīng)譜阻尼與反應(yīng)譜工況阻尼:反應(yīng)譜曲線中阻尼對計(jì)算結(jié)果影響比較大,而反應(yīng)譜工況中的阻尼對計(jì)算結(jié)果影響不大,甚至可以認(rèn)為影響可以忽略不計(jì)。10、荷載組合 :定義-荷載組合 -添加新組合 ;ADD:相加;Absolute:組合中的分析結(jié)果絕對值相加 ;SRSS、; 分析 結(jié)果平方與相加再開平方根 ;Envelope:組合中的結(jié)果得到最大與最小包絡(luò)值。（也可以在運(yùn)行完后 ,要查瞧結(jié)果時(shí)定義荷載組合 ）11:運(yùn)行:可以選擇一種或幾種分析工況運(yùn)行。12:查瞧運(yùn)

19、行結(jié)果 :12、 1:內(nèi)力 :顯示-顯示力 /應(yīng)力-框架/索:可以查瞧不同荷載模式下構(gòu)件的彎矩、剪力、軸力圖。 層間剪力輸出 :先將各層的柱子及其上部的點(diǎn)定義為一個(gè)組,模型分析完成之后在定義菜單中的“截面切割”定義成各個(gè)組,這樣就可以在時(shí)程分析的結(jié)果中查瞧截面切割的力,即各層的層間剪力。12 、 2:撓度顯示 -顯示變形形狀 （不同工況下的變形形狀 ）。撓度限值 :首先 sap2000 只能生成一些基于強(qiáng)度校核的默認(rèn)組合,生成基于撓度校核的組合需要您先自行定義 -荷載組合 ;然后設(shè)計(jì) -鋼框架設(shè)計(jì) / 混凝土框架設(shè)計(jì) -選擇設(shè)計(jì)組合 ,在荷 載組合類型中下拉菜單中選擇 “撓度 ”,將下部左側(cè)荷

20、載組合列表中先前自行定義的撓度荷載 組合選中 ,添加到右側(cè)設(shè)計(jì)組合列表中 然后在首選項(xiàng)中選擇考慮撓度 ,進(jìn)行設(shè)計(jì)以后就可以顯示撓度了。12、 3:鋼框架設(shè)計(jì) :設(shè)計(jì) -鋼框架設(shè)計(jì) -查瞧 / 修改首選項(xiàng)設(shè)計(jì) -鋼框架設(shè)計(jì) -開始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 檢查 修改荷載組合 -設(shè)計(jì) -鋼框架設(shè)計(jì) -開始結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)/檢查 -。鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)力比 : 設(shè)計(jì) -鋼框架設(shè)計(jì) - 顯示設(shè)計(jì)信息 : 設(shè)計(jì)輸出 :P-M Ratio Colors & Values屏幕上顯示的就是強(qiáng)度穩(wěn)定應(yīng)力比小于 1,而紅色就是表示撓度的應(yīng)力比超了。查瞧撓度的應(yīng)力比。sap2000 配筋 :SAP/ETABS配筋結(jié)果只給出四角與內(nèi)部配筋 ,

21、但沒有分別給出兩個(gè)方向的配筋 , 建截面時(shí)輸入兩個(gè)方向的鋼筋 ,但鋼筋根數(shù)與直徑都可以變。13、其它:局部坐標(biāo) :框架單元 :1 軸沿桿方向 ,2、 3 軸在垂直于桿軸平面內(nèi)。1-2平面豎直 ;除非桿件豎直 （2軸沿+X方向）,否則2軸一般為 +Z方向;3軸水平,即處于 X-Y平面 內(nèi)。截面特性中 1 軸沿單元軸線 ,一般 2 軸為弱軸、 3 軸為強(qiáng)軸 ,但并非必須如此。殼單元 :3 軸為殼單元平面的法向。3-2平面豎直 ;除非單元水平 （2軸沿+Y方向）,否則 2軸一般為 +Z方向;1軸水平 ,即處于 X-Y平面 內(nèi)。節(jié)點(diǎn)與自由度 :局部坐標(biāo)軸用于定義節(jié)點(diǎn)自由度、約束、特性、節(jié)點(diǎn)荷載與表達(dá)輸

22、出,1、2、3 軸默認(rèn)與 X、Y、 Z軸相同。剛片約束 :3 軸為平面法向軸 ,1 、2 軸程序自動(dòng)任意在平面內(nèi)選擇 ,因?yàn)槠矫孑S的實(shí)際方向并不重要 ,只有 法向方向影響約束方程。點(diǎn)擊視圖 設(shè)置建筑視圖選項(xiàng) ,在對話框中勾選框架 /索/ 鋼束前面的局部坐標(biāo)軸選項(xiàng) ,可以顯 示紅、 白、藍(lán)三個(gè)顏色的箭頭 ,代表 1,2,3 軸。參考美國國旗的顏色來記住這個(gè)就是有效的方 法, 紅色對應(yīng)軸 ;白色對應(yīng)軸 ;藍(lán)色對應(yīng)軸。請注意這個(gè)視圖菜單設(shè)置建筑視圖選項(xiàng)命令,設(shè)置局部坐標(biāo)軸的顯示不僅適用于框架對象,也適用于節(jié)點(diǎn)、殼面及連接對象。14、理論、程序操作延伸 ;14、1: sap對桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性分析 :

23、 bucking 分析相當(dāng)于我們理解中的第一類穩(wěn)定 ,這在實(shí) 際應(yīng)用中可以作為參考。真正的極值點(diǎn)失穩(wěn)在 sap 中可以考慮的 ,根據(jù)沈教授寫的網(wǎng)殼穩(wěn)定 分析中的一句話 :結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可以從荷載 -位移全過程曲線中得到完整的概念。那么我們也 可以這么理解 ,只要 sap 能做出這條曲線那么就可以解決問題 ,于就是就利用到了 sap 基于位 移控制的非線性分析。 當(dāng)用戶知道所期望的結(jié)構(gòu)位移 ,但不知道施加多少荷載時(shí) ,選擇位移控制。這對于在分析過程中可能失去承載力而失穩(wěn)的結(jié)構(gòu),就是十分有用的。但就是問題一個(gè)就是 sap 極值點(diǎn)分析的初始條件 （即初始缺陷的處理 ）不好弄 ,比如網(wǎng)架規(guī)范要求考慮第一

24、 模態(tài)。但就是 sap 無法象 ansys 那樣將考慮的模態(tài)位移做為初始缺陷。另一個(gè)就是無法準(zhǔn)確 的考慮材料非線性 ,目前常用的就是采用非線性 link 單元與塑性鉸來模擬 ,當(dāng)然在某些情況下 比如只考慮幾何非線性的穩(wěn)定分析 ,這也足夠了。14、2:在 sap 里模擬預(yù)應(yīng)力索的周期 :將施加索力的那個(gè)工況作為非線性工況。然后在模態(tài)分析中 ,初始剛度源自添加索力的那個(gè)工況。否則通過在sap 里施加負(fù)溫度來給索施加預(yù)應(yīng)力的! 溫度只就是以荷載的形式加上去的 ,并不能影響計(jì)算出的索的周期！但就是實(shí)際上,索由于施加了預(yù)應(yīng)力 ,自身的剛度增加 ,周期減小了。14、 3:時(shí)程分析方法 :時(shí)程分析法中的振型

25、疊加法與直接積分法的結(jié)果應(yīng)該就是差不多的。 算出差很遠(yuǎn)可能就是一些參數(shù) :例如阻尼比、 scale、直接積分的各種方法如 willon theta 的 theta 值取的不恰當(dāng)。振型疊加法計(jì)算必須算出足夠多的振型,使各方向的質(zhì)量參與系數(shù)達(dá)到90%以上。否則計(jì)算結(jié)果不正確。理論上, 只要算的振型足夠多 ,兩者的差別不應(yīng)該很大。SAP2000 推薦使用振型疊加法 ,其計(jì)算效率與結(jié)果都要好于直接積分法。直接積分會出現(xiàn)迭 代誤差。14、 4:時(shí)程分析方法 :時(shí)程分析法中的振型疊加法與直接積分法的結(jié)果應(yīng)該就是差不多的。 算出差很遠(yuǎn)可能就是一些參數(shù) :例如阻尼比、 scale、直接積分的各種方法如 wil

26、lon theta 的 theta 值取的不恰當(dāng)。振型疊加法計(jì)算必須算出足夠多的振型,使各方向的質(zhì)量參與系數(shù)達(dá)到90%以上。否則計(jì)算結(jié)果不正確。理論上, 只要算的振型足夠多 ,兩者的差別不應(yīng)該很大。SAP2000 推薦使用振型疊加法 ,其計(jì)算效率與結(jié)果都要好于直接積分法。直接積分會出現(xiàn)迭 代誤差。14、5非線性:pushover 中就是定義塑性鉸 ;動(dòng)力分析有中有材料非線性與幾何非線性兩種,考慮材料的本構(gòu)關(guān)系為一?？紤]結(jié)構(gòu)的大變形大位移小轉(zhuǎn)角為結(jié)構(gòu) p-d 效應(yīng)即可。動(dòng)力分析 可以用 link單元或 hinge來考慮材料非線性 ,link 可以用于振型疊加與直接積分兩種情況,不能考慮下降段 ,

27、計(jì)算效率高。 hinge 可以只能用于直接積分 ,能考慮下降段 ,經(jīng)常處出現(xiàn)不收斂的 情況。14、 6:。在 sap2000 中進(jìn)行時(shí)程分析時(shí) ,結(jié)構(gòu)構(gòu)件否屈服 :塑性鉸 (hinge)一般不用來作時(shí)程分 析,而只用來作靜力分析。 針對鋼框架結(jié)構(gòu) ,進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析 ,在 SAP2K中可以采用塑性鉸 來考慮塑性問題 , SAP2K中的塑性鉸 ,就是根據(jù) FEMA-273 與 ATC-40的規(guī)范的規(guī)定定義的。目 前在 SAP2K中主要針對 frame 單元的塑性鉸 ,還沒有 shell 單元的塑性鉸類型。14、 7:RITZ 向量法與特征向量法求解結(jié)構(gòu)周期 :用 RITZ向量法與子空間疊代法都

28、就是近似的 數(shù)值計(jì)算方法 ,振型階數(shù)越高 ,誤差越大。兩者高階振型應(yīng)該就是有差別的。一般來說,高階振型地震響應(yīng)很小 ,不必過分追求高階振型的精確度。 當(dāng)選取的里茲向量數(shù)目與結(jié)構(gòu)的自有度數(shù)目相等時(shí) ,里茲方法得到的結(jié)果與特征值的結(jié)果相 同,因?yàn)榇藭r(shí)里茲向量的基向量數(shù)目與結(jié)構(gòu)的自有度數(shù)目相等 ,其空間與特征向量的空間相等 而對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的滿自有度空間對應(yīng)只有一種空間展開形式 ,因此二者相同。用里茲向量方法 進(jìn)行地震響應(yīng)分析時(shí) ,其荷載空間分布模式為與結(jié)構(gòu)質(zhì)量相關(guān)量,其缺陷就是當(dāng)高階模態(tài)對結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)較大時(shí) ,其無法考慮。14、 8:時(shí)程分析 :進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性分析時(shí) ,重力荷載就是必須要加的 ,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)首

29、先就是承受重 力荷載 ,再在地震作用下反應(yīng)。重力荷載的施加可以通過靜力非線性分析工況,設(shè)置為時(shí)程分析的初始狀態(tài)。考慮重力的非線性地震分析,先進(jìn)行重力荷載的靜力非線性分析,再進(jìn)行時(shí)程分析。14、 9:型鋼混凝土柱 :采用自定義截面的兩種材料組合 ,塑性鉸可以自定義 ;默認(rèn) PMM 鉸就是 不考慮壓彎失穩(wěn)的。 可以添加一個(gè)新鉸不采用默認(rèn)參數(shù) ,可以改里面的屈服模型 ,有 ASCI 模 型與 FEMA模型,也有自定義模型 就是梁端鉸 ,用 RESPONSE算出截面的彎矩曲率曲線 ,輸入 SAP中 ;若需要的就是柱端 PMM 鉸,用 RESPONSE算出截面的彎矩軸力曲線以及彎矩曲率 曲線 ,輸入 S

30、AP中,均用用戶自定義。14.10:框架柱所承擔(dān)的底部傾覆力矩 : 框架承擔(dān)的彎矩可以從截面切割中得到,樓層總彎矩可以在 story shear中輸出！ 定義組 -然后選中柱子與柱子底部節(jié)點(diǎn) ,再進(jìn)行截面切割。14、 11:框-剪:剪力墻用殼單元模擬 ,直接輸入面單元分析 ;剪力墻里面的配筋在內(nèi)力分析的時(shí) 候就是不需要建到模型里面的。 這個(gè)就是目前結(jié)構(gòu)計(jì)算所默認(rèn)的基本原則。 有限元分析可以 得到 shell 單元的應(yīng)變與應(yīng)力 ,在指定位置 (比如某個(gè)截面 )積分可以得到該截面的內(nèi)力。有了 內(nèi)力可以根據(jù)規(guī)范給出墻肢配筋。14、13:pushover（ 靜力非線性分析 ） 分析 ,后如何得到頂點(diǎn)的

31、最大位移 ,如何得到層間位移角 ?點(diǎn)菜單 Tables在 Table對話框 ; Print Table to File、 然后將文件導(dǎo)入 Excel 或者 Origin 進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理 ,并繪制圖線 可以從圖形判斷頂點(diǎn)位移 ,但就是無法判斷層間位移。 在能力譜 的下方 ,有一個(gè) PerformancePoint（V,D）,那個(gè) V 就就是對應(yīng)性能點(diǎn)的底部剪力 ,D 就就是頂點(diǎn)位 移。 層間位移的求法 ,就是通過這個(gè)性能點(diǎn) ,找對應(yīng)的 pushover 的 step,然后把那個(gè) step 下的 各層位移導(dǎo)出 ,用 excel 表格處理。 還有一個(gè)方法 ,就就是事先定義廣義位移 （ 每個(gè)廣義位移

32、對應(yīng)一個(gè)層間位移 ）,最后通過 SAP的顯示 > 繪圖函數(shù) ,繪制相應(yīng)的圖示。 但就是此法不推薦 , 個(gè)人感覺 sap 數(shù)據(jù)處理功能太差 ,拿它繪圖太煩瑣 ,也不好瞧。pushover（ 靜力非線性分析 ）:荷載施加控制 Pushover 分析一般需要多個(gè)分析工況。一個(gè)典型 的 Pushover 分析可能由 3 個(gè)工況構(gòu)成 : 第一個(gè)將施加重力荷載給結(jié)構(gòu) ,第二個(gè)與第三個(gè)可施 加不同的橫向荷載。 Pushover 工況可以從零初始條件開始 ,或從前一個(gè) Pushover 工況結(jié)束 處的結(jié)果開始。例如 ,重力工況從零初始條件開始 ,而兩個(gè)橫向工況的每一個(gè)從重力工況的結(jié) 束處開始。因?yàn)?Pu

33、shover 分析就是非線性的 ,所以將其分析結(jié)果與其它線性或非線性分析疊 加就是不合理的。 當(dāng)按規(guī)范要求比較 Pushover 的結(jié)果時(shí) ,需要在 Pushover 工況內(nèi)施加所有適 當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)荷載組合。這可能需要多種不同的 Pushover 工況來考慮所有規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)規(guī)范 荷載組合。當(dāng)進(jìn)行 Pushover 分析時(shí) ,必須在結(jié)構(gòu)上施加代表慣性力的分布靜荷載。一般地,將荷載定義為下面一個(gè)或多個(gè)的比例組合:1）自定義的靜荷載工況或組合。 2）作用于任意的整體 X、 Y、Z 方向的均勻加速度。在每一節(jié)點(diǎn)的力與分配給節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量成比例,且作用在指定的方向。 3）從指定特征類型或 RITZ 類型振型的

34、振型荷載。在每一節(jié)點(diǎn)的力與振型位移,振型角頻率平方 ,及分配給節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量成比例。力作用于振型位移方向。對其她類型的分布形式,可以定義 OTHER類型的靜力荷載工況 ,分布為側(cè)向分布的均勻或倒三角形分布,然后使用此靜力荷載工況作為側(cè)向荷載的分布。比例系數(shù)在位移控制情況下只表示相對比例,不代表荷載的絕對數(shù)值。在 Pushover 分析中 ,荷載與指定的荷載樣式成比例的施加給結(jié)構(gòu)。指定荷載樣式的初始乘數(shù) 為零。隨著 Pushover 分析的進(jìn)行 ,此乘數(shù)逐步增加 ,直至到達(dá)指定的 Pushover 結(jié)尾 ,或在某些 情況直至結(jié)構(gòu)不能承受附加的荷載?？墒褂脙煞N不同的方法來控制 Pushover 分析中

35、施加在 結(jié)構(gòu)上的荷載 :荷載控制與位移控制。每一個(gè) Pushover 工況可使用力控制或位移控制。選擇 一般依賴于荷載的物理性質(zhì)與期望的結(jié)構(gòu)行為。在力控制時(shí) ,需施加一定的荷載樣式。使用 此種荷載控制方法可以簡單地將當(dāng)前力的增量施加給結(jié)構(gòu)。例如 ,假定當(dāng)前施加給結(jié)構(gòu)的力 為 150kN 。在力控制時(shí) ,SAP2000可簡單的施加此荷載的 50kN 的增量于結(jié)構(gòu)。在已知期望的 荷載水平 （如重力荷載 ）,且結(jié)構(gòu)可以承受此荷載時(shí) ,應(yīng)該使用力控制。若結(jié)構(gòu)因材料屈服或失 效 , 或幾何不穩(wěn)定而不能承受指定荷載 ,Pushover 分析將停止。 當(dāng)位移控制時(shí) , 將施加荷載直至 在監(jiān)控點(diǎn)的位移等于預(yù)先

36、指定的位移。使用此種控制方法時(shí) ,SAP2000 先計(jì)算需要產(chǎn)生此位 移增量的力增量 ,并施加此力增量至結(jié)構(gòu)。例如 ,假定結(jié)構(gòu)監(jiān)控點(diǎn)的當(dāng)前位移為3cm 。進(jìn)行位移控制時(shí) ,SAP2000 可簡單地添加 1cm 的增量至此位移 ,來得到 4cm 的總位移。然后 SAP2000 估計(jì)得到此位移所需的力 ,并施加此力于結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵诖撕奢d增加過程中可能發(fā)生結(jié)構(gòu)的屈 服或失效 ,SAP2000 可進(jìn)行試算與迭代來找到產(chǎn)生期望位移增量的荷載。若結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,則荷載增量可能為負(fù)。當(dāng)尋求指定的位移（如在地震荷載中 ）,所施加的荷載預(yù)先未知 ,或當(dāng)結(jié)構(gòu)期望失去強(qiáng)度或失穩(wěn)時(shí) ,應(yīng)使用位移控制。雖然隨著結(jié)構(gòu)承載力的變

37、化,所施加荷載可以增加或減少 ,預(yù)先存在的荷載 （如重力 ）不會改變。若結(jié)構(gòu)失去重力承載力,Pushover 分析在到達(dá)目標(biāo)位移前將停止。耦合位移通常就是在一個(gè)給定的指定荷載下,對結(jié)構(gòu)中最敏感位移的測量。它就是結(jié)構(gòu)中所有位移自由度的一個(gè)加權(quán)總與:每個(gè)位移分量乘以在那個(gè)自由度上施加的荷載 ,并對結(jié)果求與 （所施加荷載作的功 ）。若選擇使用共軛位移來進(jìn)行荷載控制,其將被使用來決定就是否荷載應(yīng)被增加或減少。所指定的監(jiān)控位移將用來設(shè)置位移目標(biāo),即結(jié)構(gòu)應(yīng)移動(dòng)多遠(yuǎn)。推薦使用耦合位移 ,即勾選使用耦合位移選項(xiàng) ,對分析的收斂有幫助。在監(jiān)測位移區(qū)域中 的監(jiān)測一行上 ,定義要監(jiān)測的點(diǎn)及其自由度位移分量。應(yīng)選擇一個(gè)對荷載（即荷載樣式中定義的荷載 ）敏感的監(jiān)測位移。