总结动力分析-sap2005

wuhan_nihao

11、sap2000中地震力如何加到板的质量中心？
答：在板的质量中心定义质点，在此点定义节点的平动质量（x,y,z),以及转动质量，即可。

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12、在sap9.09中，我将拉索定义为cable,为何还能承受压力？是否在哪还需进行设置？
答：
（1）有在非线性分析中 拉压限值才起作用。 索结构一般通过降温或应变荷载施加初始预张力（施加到dead中），并将dead分析工况设为非线性（P-Delta大变形）。 然后再在DEAD工况基础上进行其它非线性分析。

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13、对一混凝土框架结构作了模态分析，结果发现定义了刚性楼板的第一周期是1.72866s,而不定义则为0.43031s,怎么相差这么大呢，其第一振型的形状也不相同，我该如何选择呢？
答：我估计你是把所有的楼层都加到一个diaphragm里面了，从振型图里面能看出来，上面各层的水平位移相等。 应该是每一层加一个diaphragm。刚性楼板和弹性楼板的周期相差不大。

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14、我用STS与SAP作一个地震作用比较，可作完以后没想到会相差这么大？我用同样的恒载与活载加到结构上，取同样的断面，结果STS算出来的弯矩是22.5kn.m，而SAP算出来的是1.337kn.m，反应谱文件我是严格按抗震规范来的，而且是在国际单位制下输入的！还有一点不明白，在mass source里取第一项与第二项相差不大，为什么质量来源取来自荷载与选第一项没有什么差别？难道荷载根本就没转化成质量参与算地震用用力？（整个过程没有输入mass）。哪位高手帮我看看。谢谢！
答：（1）主要的问题是在进行反应谱分析的时候忘了输入加速度g了，反应谱的那个alalysis case里面的scale factor表示加速度，在单位为m的时候应输入9.8。mass source的问题论坛里面已经有很多讨论了。第一项表示由结构自重计算质量，第二项表示由荷载导算质量，荷载你选择了自重和活荷载（0.5），计算起来当然差不多。我看你的模型里面选择了第三项，这是错误的，重复计算了构件的自重。

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15、小弟在做一个简单算例的时程分析时发现，Time History里选Modal和直接积分的计算结果相差甚大，而振型叠加的结果与反应谱分析的结果较为接近。也就是说直接积分法的结果比反应谱分析的结果明显大，这应该来讲是不合理的吧！到底是什么问题？？（计算假设用的是建筑抗震设计规范，7度多遇一类场地，时程加速度峰值去0.035m/s2）
答：
（1）振型叠加法计算必须算出足够多的振型，使各方向的质量参与系数达到90%以上。否则计算结果不正确。理论上，只要算的振型足够多，两者的差别不应该很大。SAP2000推荐使用振型叠加法，其计算效率和结果都要好于直接积分法。直接积分会出现迭代误差。   Fledgling
（2）我觉得时程分析法中的振型叠加法和直接积分法的结果应该是差不多的。你算出差很远会不会是一些参数：例如阻尼比、scale、直接积分的各种方法如willon—theta的theta值取的不恰当啊，等等。 拿反应谱分析跟时程分析相比较，本人认为欠妥当。

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16、sap动力分析如何考虑非线性？？是不是象pushover 分析那样定义塑性铰?
答：
（1）动力分析有中有材料非线性和几何非线性两种，考虑材料的本构关系为一 。考虑结构的大变形大位移小转角为结构 p-d 效应即可。  phoenix007
（2）动力分析可以用link单元或hinge来考虑材料非线性，link可以用于振型叠加和直接积分两种情况，不能考虑下降段，计算效率高。hinge可以只能用于直接积分，能考虑下降段，经常处出现不收敛的情况。

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17、在sap2000中进行时程分析时，怎样才能知道结构构件是否屈服？具体在什么时刻屈服？
我做的是弹性和弹塑性的时程分析，就是不太清楚如何界定在地震波作用下，结构构件是否进入弹塑性阶段。在构件屈服时，塑性铰并不显示（比如在非线形静力分析中，构件屈服的话，塑性铰会变成红色），如何才能知道构件是否进入弹塑性阶段，有没有一个比较明显的标志，从哪里可以看出来？
（1）塑性铰（hinge）一般不用来作时程分析，而只用来作静力分析。Sap其实很难作时程分析，他们的技术人员推荐用Nllink来进行，但过程复杂，且结果不好，滞回性质非常少。现在MIDAS新版本中开发了梁单元的非线性铰用来进行弹塑性时程分析，加入了很多滞回规则。不过还只能作梁单元的弹塑性时程分析，如果加入了墙单元的弹塑性分析功能的话，就可以抛弃canny了。
（2）针对钢框架结构，进行弹塑性时程分析，在SAP2K中可以采用塑性铰来考虑塑性问题，我做的也是平面钢框架结构的静力非线形分析和时程分析，结果还很不错的。SAP2K中的塑性铰，是根据FEMA-273和ATC-40的规范的规定定义的。
（3）抛开SAP2K程序，针对框架结构的塑性分析，大多数程序的简单做法是当然比较粗略，就是用塑性铰模拟塑性，较精确的方法，可以采用塑性区，这种比较复杂，因为塑性的发展过程不在局限于一个点，沿杆件单元的长度方向也发展塑性，很复杂，我记得好象在陈惠发教授的钢框架稳定一书中有过论述。在SAP2K程序中可以用塑性铰方法来考虑塑性的，但有一定的应用范围，在手册119页Frame Hinge Properties中有明确解释，Hinges only affect the behavior of the structure in nonlinear static and nonlinear direct integration time-history analyses.也就是说在SAP程序中这两种分析类型可以采用塑性铰。而且对结构进行塑性分析，的确需要将每个frame单元定义塑性铰，而且针对杆件单元的同一点可以定义不同的塑性铰。目前在SAP2K中主要针对 frame单元的塑性铰，还没有shell单元的塑性铰类型。

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18、用RITZ向量法和特征向量法求解结构周期的结果不同？
分别用RITZ向量法和特征向量法对同一结构进行模态分析，分析前15个振型，第一周期同样为0.8284s，从第七振型开始所得到的周期相差在0.01s以上，之后差值逐渐加大，到了第15振型，差值达到0.2s。
如果取RITZ法分析前30个振型，那么第15振型与特征向量法得到的值就基本一样了。又分析了几个结构，似乎RITZ法得到的值到最后总有趋于0的趋势，比如分析100阶振型，那么第100周期必然接近于零，分析200阶振型，第200周期必近乎0。从而得到结论：用RITZ法对同一个结构进行不同阶的模态分析，将得到不同的结果？！比如分别进行100阶和200阶模态分析，前者的T100接近0，后者的T100仍可能远不为零。
这样一来，会不会对后续的动力分析产生影响呢？
答：
（1）用RITZ向量法和子空间叠代法都是近似的数值计算方法，振型阶数越高，误差越大。两者高阶振型应该是有差别的。一般来说，高阶振型地震响应很小，不必过分追求高阶振型的精确度。
（2）RITZ向量法和特征向量法是截然不同的方法，后者是我们大家都熟悉的，计算出来的自振周期会由大到小，最后总会收敛。而RITZ向量法则不是根据结构自振情况计算振型，而是根据使用者所设定的结构的重要性计算振型，有时候300个振型也不收敛。关于这个问题最好自己作一个简单模型算一算，需要体会。
（3）里兹向量叠加法是根据荷载空间分布模式按一定规律生成一组和质量正交的里兹向量，然后利用其求解结构动态响应的。里兹向量不一定能够和特征值方法计算得到的结构模态对应上，其和结构的特征值模态意义不同。其相当于将结构在另外一个空间进行展开，这个空间的基向量的数目为选取的里兹模态数r，每个基向量的维数为n,n为结构自有度数目。里兹方法得到的里兹模态不是结构的特征值模态。但当选取的里兹向量数目和结构的自有度数目相等时，里兹方法得到的结果和特征值的结果相同，因为此时里兹向量的基向量数目和结构的自有度数目相等，其空间和特征向量的空间相等，而对应于结构的满自有度空间对应只有一种空间展开形式，因此二者相同。
用里兹向量方法进行地震响应分析时，其荷载空间分布模式为和结构质量相关量，其缺陷是当高阶模态对结构贡献较大时，其无法考虑。

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19、请教,为什么要assign joint masses?
（1）就建筑物而言,外加荷载如隔墙和楼面活荷载等,在做静力分析时,可以通过荷载方式计算其效应,但当做动力分析时,必须将它们的质量考虑进去,因为质量会影响结构周期的,这就是要人为施加点质量或线质量的原因。
（2）做抗震计算时，结构的自重都考虑了进去，但活荷载引起的质量不会自动被考虑进去，需要你把活载化成质量后，附加在节点上，但不能把加大结构的自重作为考虑活荷质量的方式，因为那会影响你的静力计算结果。

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20、如何定义刚性楼板？？
（1）选中一层所有节点，assign,joint,constraints,Diaphragm,通常constraint Z轴，注意这样定义的楼板在垂直Z轴平面内刚度无限大。