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文檔簡介
1、SAP2000建模和分析過程在家一邊做論文,一邊把SAP2000建模和分析過程整理了下1.軸網(wǎng): a:文件-新模型-軸網(wǎng)。笛卡爾坐標可以定義立方體矩形,柱面坐標可以定義立方體弧形。添加局部坐標系:單擊鼠標右鍵-編輯軸網(wǎng)數(shù)據(jù)-添加新系統(tǒng)(原點位置:0、0、0;在快速繪制,第一個網(wǎng)格位置中可以輸入局部坐標相對于總坐標的位置;不可以在一個視窗中同時顯示整體坐標、局部坐標,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,cad的鉛垂方向和世界坐標wcs中X、Y、Z、軸的哪一個軸對應(yīng),相應(yīng)的選擇對應(yīng)的軸(全局上方向),也可
2、以在cad中進行旋轉(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)入模型時偏離整體坐標原點太遠,可以在cad中將模型移到通用坐標系WCS原點,或在sap2000中進行模型整體移動; cad中采用的是浮動坐標,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:即可完成對整體坐標與局部坐標中軸線的編輯、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
3、高不一樣時,可在-修改顯示系統(tǒng) 修改z軸坐標,構(gòu)件會隨著軸網(wǎng)一起移動。.2定義材料:定義-材料(有快速添加材料和 添加新材料)??焖偬砑硬牧?是程序已經(jīng)定義好了的,可以定義鋼和混凝土,當“快速添加材料” 中沒有要定義的材料時,則需要自己手動在“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(軸對稱實體)Shell: 膜(僅具有平面內(nèi)剛度,一般用于定義樓板單元,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h/L<1/10時為薄殼,忽略剪切變形)板(僅具有平面外剛度,僅
4、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可以自己指點桿件的長度、板的大小而快速繪制xxx只繪制形成節(jié)點的桿件和板面。改節(jié)點標高:編輯-編輯點-對齊點。布置梁、柱時,continuous為固結(jié),pinned為鉸接。繪制一榀框架后,可以利用“拉伸點成框架/索”來完成其它榀框架的繪制:框選-編輯-拉伸-“拉伸
5、點成框架/索”。繪制板時,選擇none則不計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,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,選擇“自定義節(jié)點偏移由對象指定”(先要顯示“局部坐標軸”)。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)置為一個組帶屬性復(fù)制:有時導(dǎo)入dxf也會出現(xiàn)這樣的問題。坐標的精度太高,sap計算會出問題。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
6、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-自動面網(wǎng)格剖分,以最大尺寸自動剖分面為單元。(對于膜屬性的單元可以自動根據(jù)梁、墻位置進行剖分。對于殼和板,需要人工設(shè)定剖分)圓板進行網(wǎng)格劃分:如果采用柱坐標,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,那個是已經(jīng)劃分好的模型,能夠保證足夠的計算精度。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)點限制(指定-節(jié)點-束縛):body(剛體限制):所
7、有被限制節(jié)點作為一個三維剛體一起移動,模擬剛性連接。Diaphragm(剛性隔板限制):剛性樓板與整體坐標系X-Y平面為剛性平面,位于X-Y平面各節(jié)點無相對位移,但不影響平外面變形。一般用來模擬樓板,每一層加一個diaphragm,否則計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,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。自動線束縛:sap中自動線束縛是針對面與面間剖分不一致,而去施加邊界強制協(xié)調(diào)的。自動線束縛就是
8、把兩個獨立繪制的面合二為一一樣。如果本身就是一塊整的板單元,人為剖分后再施加線束縛那是沒什么意義。sap2000按三維框架模板建模后不需要定義板自動邊束縛,模型建好后,殼單元和框架單元自動耦合。5:施加支座約束:切換到最頂層-框選要定義支座的節(jié)點-指定-節(jié)點-約束(固接、鉸接、滑動)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(風載) 、QUAKE(地震) 、SNOW(雪載)注:自重乘數(shù),般都填寫0,地震、風荷載定義時都要選擇規(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
9、底部剪力法、基本地震和風信息等。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-分布點荷載-框選節(jié)點-指定-節(jié)點荷載-力溫度荷載-框選桿件-指定-框架荷載-溫度風荷載:自動計算風荷載不能隨便用,根本不知道自動計算的荷載準不準確,只能手動加面荷載。-選擇風力作用來自于面對象,之后定義體型系數(shù)。風荷載一種是通過剛性隔板,通過點束縛,假定平面內(nèi)無限剛,通過剛性隔板寬度、高度,把風荷載施加在隔板的質(zhì)心上,屬于簡化計算; 另一種是通過虛面none(有剪力墻時就直接通過
10、剪力墻面對象),來傳力,通過四個角點傳力。此種方法需要指定給風荷載體形系數(shù)。面荷載: 如果采用“均勻殼”方式加荷載,計算時采用的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,愈精確;“均勻?qū)Ш傻娇蚣堋睉?yīng)該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,同一“區(qū)格”內(nèi)的樓板不要剖分,否則導(dǎo)荷結(jié)果是錯誤的),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傻娇蚣堋钡姆椒ㄊ┘?,樓板的面外剛度貢獻可以通過修正梁的剛度實現(xiàn),樓板的面內(nèi)剛度貢獻可以通過施加隔板約束實現(xiàn)。但這樣會導(dǎo)致樓
11、板自重通過膜節(jié)點直接傳到支座(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,自重手動做荷載施加時指定分布到框架。節(jié)點荷載:建筑物而言,外加荷載如隔墻和樓面活荷載等,在做靜力分析時,可以通過荷載方式計算其效應(yīng),但當做動力分析時,必須將它們的質(zhì)量考慮進去,因為質(zhì)量會影響結(jié)構(gòu)周期的,這就是要人為施加點質(zhì)量或線質(zhì)量的原因。恒載輸入:一般情況下是按照樓面(不計構(gòu)件自重)荷載指定給構(gòu)件。然后在定義荷載模式時,DL自重系數(shù)取1,代表自動計算并加入構(gòu)件自重。然后定義質(zhì)量源的時候采用“來自荷載”,定義為" 1DL+0.5LL"。8.定義
12、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)量源組合時有一個“乘數(shù)”即荷載組合系數(shù)。sap2000時程分析時框架結(jié)構(gòu)填充墻:地震力只與每層質(zhì)量有關(guān),時程分析時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)分析和時程分析都是基于結(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結(jié)構(gòu)質(zhì)量的計算方法。所以,質(zhì)量源的定義是很重要的,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,
13、內(nèi)力、位移不是時間的函數(shù)。模態(tài)分析(modal):計算結(jié)構(gòu)振動的模態(tài),有特征值法和Ritz向量法。反應(yīng)譜分析(Response Spectrum):靜力方法計算由加速度荷載引起。求出各階振型的結(jié)構(gòu)反應(yīng),再進行組合,以確定結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力和變形。時程分析(time history):荷載隨加載時間變化,需要時程函數(shù),求解方法是振型疊加或直接積分,要輸入地震波或人工振動。彈性屈曲分析(Buckling):在荷載作用下屈曲形態(tài)的計算。首先要定義“時程分析函數(shù)”、“ 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”:其中時程分析 與反應(yīng)譜分析 都選擇從Modal 中得
14、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“時程分析”、“ 反應(yīng)譜分析分析”時要填寫: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)定的加速度和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(sap的單位為N/m/s) 或者9800(sap 的單位用的是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度罕遇要求是400g,即400gal0.4g。時
15、程分析“輸出時段大小”一般為0.01或0.02,根據(jù)總持續(xù)時間為10s左右填寫“時間段”, 對于同一個工程,地震波作用的總時間t可以不同,但輸出時段大小應(yīng)該一致。時程分析首先應(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),一般都是線性“彈性時程分析”,也可以進行非線性分析。“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結(jié)構(gòu),可以通過“到達時間“來定義實現(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),再次定義一個靜力非線性工況(
16、push over),荷載類型為Modal(采用位移控制);先運行其它工況,查看沒有超筋等后(必須要運行),再修改push工況(剛度來自重力非線性工況)-運行這2個靜力非線性工況-顯示-顯示靜力pushover曲線-查看(視圖-設(shè)置三維視圖,選擇push工況)。在sap輸入與X或Y軸成一定角度的反應(yīng)譜:點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)譜阻尼和反應(yīng)譜工況阻尼:反應(yīng)譜曲線中阻尼對計算結(jié)果影響比較大,而反應(yīng)譜工況中的阻尼對計算結(jié)果影響不大,甚至可以認為影響可以忽略不計。10.荷載組合:定義-荷載組合-添加新組合;ADD:相
17、加;Absolute:組合中的分析結(jié)果絕對值相加;SRSS;、分析結(jié)果平方和相加再開平方根;Envelope:組合中的結(jié)果得到最大和最小包絡(luò)值。(也可以在運行完后,要查看結(jié)果時定義荷載組合)11:運行:可以選擇一種或幾種分析工況運行。12:查看運行結(jié)果:12.1:內(nèi)力:顯示-顯示力/應(yīng)力-框架/索:可以查看不同荷載模式下構(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定義為一個組,模型分析完成之后在定義菜單中的“截面切割”定義成各個組,這樣就可以在時程分析的結(jié)果中查看截面切割的力,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sap
18、2000只能生成一些基于強度校核的默認組合,生成基于撓度校核的組合需要你先自行定義-荷載組合;然后設(shè)計-鋼框架設(shè)計/混凝土框架設(shè)計-選擇設(shè)計組合,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)計組合列表中然后在首選項中選擇考慮撓度,進行設(shè)計以后就可以顯示撓度了。12.3:鋼框架設(shè)計:設(shè)計-鋼框架設(shè)計-查看/修改首選項設(shè)計-鋼框架設(shè)計-開始結(jié)構(gòu)設(shè)計/檢查-修改荷載組合-設(shè)計-鋼框架設(shè)計-開始結(jié)構(gòu)設(shè)計/檢查-。鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)力比:設(shè)計->鋼框架設(shè)計->顯示設(shè)計信息: 設(shè)計輸出:P-M Ratio Colors & Val
19、ues-屏幕上顯示的是強度穩(wěn)定應(yīng)力比小于1,而紅色是表示撓度的應(yīng)力比超了。查看撓度的應(yīng)力比。sap2000配筋:SAP/ETABS配筋結(jié)果只給出四角和內(nèi)部配筋,但沒有分別給出兩個方向的配筋,建截面時輸入兩個方向的鋼筋,但鋼筋根數(shù)和直徑都可以變。13.其它:局部坐標: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
20、方向;1軸水平,即處于X-Y平面內(nèi)。 節(jié)點與自由度: 局部坐標軸用于定義節(jié)點自由度、約束、特性、節(jié)點荷載和表達輸出,1、2、3軸默認與X、Y、Z軸相同。 剛片約束: 3軸為平面法向軸,1、2軸程序自動任意在平面內(nèi)選擇,因為平面軸的實際方向并不重要,只有法向方向影響約束方程。點擊視圖>設(shè)置建筑視圖選項,在對話框中勾選框架/索/鋼束前面的局部坐標軸選項,可以顯示紅、白、藍三個顏色的箭頭,代表1,2,3 軸。參考美國國旗的顏色來記住這個是有效的方法,紅色對應(yīng)軸;白色對應(yīng)軸;藍色對應(yīng)軸。請注意這個視圖菜單>設(shè)置建筑視圖選項命令,設(shè)置局部坐標軸的顯示不僅適用于框架對象,也適用于節(jié)點、殼面及連
21、接對象。14.理論、程序操作延伸;14.1: sap對桁架結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定性分析: bucking分析相當于我們理解中的第一類穩(wěn)定,這在實際應(yīng)用中可以作為參考。真正的極值點失穩(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,于是就利用到了sap基于位移控制的非線性分析。-當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,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),是十分有用的。但是問題:一個是sap極值點分析的初始條件(即初始缺陷的處理)不好弄,
22、比如網(wǎng)架規(guī)范要求考慮第一模態(tài)。但是sap無法象ansys那樣將考慮的模態(tài)位移做為初始缺陷。另一個是無法準確的考慮材料非線性,目前常用的是采用非線性link單元和塑性鉸來模擬,當然在某些情況下,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工況。否則通過在sap里施加負溫度來給索施加預(yù)應(yīng)力的! 溫度只是以荷載的形式加上去的,并不能影響計算出的索的周期!但是實際上,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:時程分析方法:時程分析法中的振型疊加法和直接積分法的結(jié)果應(yīng)該
23、是差不多的。算出差很遠可能是一些參數(shù):例如阻尼比、scale、直接積分的各種方法如willontheta的theta值取的不恰當。振型疊加法計算必須算出足夠多的振型,使各方向的質(zhì)量參與系數(shù)達到90%以上。否則計算結(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,其計算效率和結(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:時程分析方法:時程分析法中的振型疊加法和直接積分法的結(jié)果應(yīng)該是差不多的。算出差很遠可能是一些參數(shù):例如阻尼比、scale、直接積分的各種方法如willontheta的theta值取的不恰當。振型疊加法計算必須算出足夠多的振
24、型,使各方向的質(zhì)量參與系數(shù)達到90%以上。否則計算結(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,其計算效率和結(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中是定義塑性鉸;動力分析有中有材料非線性和幾何非線性兩種,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可以用于振型疊加和直接積分兩種情況,不能考慮下降段,計算效率高。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
25、中進行時程分析時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件否屈服:塑性鉸(hinge)一般不用來作時程分析,而只用來作靜力分析。針對鋼框架結(jié)構(gòu),進行彈塑性時程分析,在SAP2K中可以采用塑性鉸來考慮塑性問題, SAP2K中的塑性鉸,是根據(jù)FEMA-273和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向量法和特征向量法求解結(jié)構(gòu)周期:用RITZ向量法和子空間疊代法都是近似的數(shù)值計算方法,振型階數(shù)越高,誤差越大。兩者高階振型應(yīng)該是有差別的。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。當選取的里茲向量數(shù)目和結(jié)構(gòu)的自有度數(shù)目相
26、等時,里茲方法得到的結(jié)果和特征值的結(jié)果相同,因為此時里茲向量的基向量數(shù)目和結(jié)構(gòu)的自有度數(shù)目相等,其空間和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。用里茲向量方法進行地震響應(yīng)分析時,其荷載空間分布模式為和結(jié)構(gòu)質(zhì)量相關(guān)量,其缺陷是當高階模態(tài)對結(jié)構(gòu)貢獻較大時,其無法考慮。14.8:時程分析:進行結(jié)構(gòu)非線性分析時,重力荷載是必須要加的,因為結(jié)構(gòu)首先是承受重力荷載,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)置為時程分析的初始狀態(tài)。考慮重力的非線性地震分析,先進行重力荷載的靜力非線性分析,再進行時程分析。14.9:型鋼混凝土柱:采用自定義截
27、面的兩種材料組合,塑性鉸可以自定義;默認PMM鉸是不考慮壓彎失穩(wěn)的。 可以添加一個新鉸不采用默認參數(shù),可以改里面的屈服模型,有ASCI模型和FEMA模型,也有自定義模型-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SAP中,均用用戶自定義。1410:框架柱所承擔的底部傾覆力矩:框架承擔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 -然后選中柱子和柱子底部節(jié)點,再進行截面切割。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
28、在內(nèi)力分析的時候是不需要建到模型里面的。這個是目前結(jié)構(gòu)計算所默認的基本原則。有限元分析可以得到shell單元的應(yīng)變和應(yīng)力,在指定位置(比如某個截面)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,后如何得到頂點的最大位移,如何得到層間位移角?- 點菜單 File>Display Tables在Table對話框 File> Print Table to File. 然后將文件導(dǎo)入 Excel 或者 Origin 進行數(shù)據(jù)處理,并繪制圖線-可以從圖形判斷頂點位移,但是無法判斷層間位移。 在能力譜的下方,有一
29、個 PerformancePoint(V,D),那個V就是對應(yīng)性能點的底部剪力,D就是頂點位移。 層間位移的求法,是通過這個性能點,找對應(yīng)的pushover的step,然后把那個step下的各層位移導(dǎo)出,用excel表格處理。 還有一個方法,就是事先定義廣義位移( 每個廣義位移對應(yīng)一個層間位移),最后通過SAP的顯示>繪圖函數(shù),繪制相應(yīng)的圖示。但是此法不推薦,個人感覺sap數(shù)據(jù)處理功能太差,拿它繪圖太煩瑣,也不好看。pushover(靜力非線性分析):荷載施加控制 Pushover 分析一般需要多個分析工況。一個典型的Pushover 分析可能由3個工況構(gòu)成:第一個將施加重力荷載
30、給結(jié)構(gòu),第二個和第三個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,而兩個橫向工況的每一個從重力工況的結(jié)束處開始。因為Pushover分析是非線性的,所以將其分析結(jié)果和其它線性或非線性分析疊加是不合理的。當按規(guī)范要求比較Pushover的結(jié)果時,需要在Pushover工況內(nèi)施加所有適當?shù)脑O(shè)計荷載組合。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)計規(guī)范荷載組合。當進行Pushover 分析時,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或多個的比例組合:
31、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)點的力和分配給節(jié)點的質(zhì)量成比例,且作用在指定的方向。3)從指定特征類型或RITZ類型振型的振型荷載。在每一節(jié)點的力和振型位移,振型角頻率平方,及分配給節(jié)點的質(zhì)量成比例。力作用于振型位移方向。對其他類型的分布形式,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
32、行,此乘數(shù)逐步增加,直至到達指定的 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分析中施加在結(jié)構(gòu)上的荷載:荷載控制和位移控制。每一個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)和期望的結(jié)構(gòu)行為。在力控制時,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前力的增量施加給結(jié)構(gòu)。例如,假定當前施加給結(jié)構(gòu)的力為150kN。在力控制時,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,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
33、能承受指定荷載,Pushover分析將停止。當位移控制時,將施加荷載直至在監(jiān)控點的位移等于預(yù)先指定的位移。使用此種控制方法時,SAP2000先計算需要產(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)控點的當前位移為3cm。進行位移控制時,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估計得到此位移所需的力,并施加此力于結(jié)構(gòu)。因為在此荷載增加過程中可能發(fā)生結(jié)構(gòu)的屈服或失效,SAP2000可進行試算和迭代來找到產(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。當尋求指定的位移(如在地震荷載中),所施加的荷載預(yù)先未知,或當結(jié)構(gòu)期望失去強
34、度或失穩(wěn)時,應(yīng)使用位移控制。雖然隨著結(jié)構(gòu)承載力的變化,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分析在到達目標位移前將停止。耦合位移通常是在一個給定的指定荷載下,對結(jié)構(gòu)中最敏感位移的測量。它是結(jié)構(gòu)中所有位移自由度的一個加權(quán)總和:每個位移分量乘以在那個自由度上施加的荷載,并對結(jié)果求和(所施加荷載作的功)。若選擇使用共軛位移來進行荷載控制,其將被使用來決定是否荷載應(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,即結(jié)構(gòu)應(yīng)移動多遠。推薦使用耦合位移,即勾選使用耦合位移選項,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)測的點及其自由度位移分量。應(yīng)選擇一個對荷載(即荷載樣式中定義的荷載)敏感的監(jiān)測位移。例如,當荷載作用在方向UY上的時候,通常不應(yīng)該監(jiān)測自由度
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