SAP2k第6章弹性及弹塑性时程分析
《弹塑性时程分析法》PPT课件
(U i1
U8 )
（4.1.13）
需要指出，式（4.1.8）～式（4.1.13）中，U3 、P(U3) 、U 4 、U7 、P(U7 )
和U8 分别表示与点 3、4、7、8 对应的恢复力与变形的绝对值。
§4 弹塑性时程分析法
4.1.1.3 曲线型模型
钢筋混凝土结构典型的曲线型模型有谷资信提出的标准特征滞 回曲线（Normalized Characteristic Loop, NCL）模型。NCL模型由骨 架曲线和标准滞回曲线组成。
§4 弹塑性时程分析法
多自由度体系在地震作用下的运动方程为 Mx(t) Cx (t) Kx(t) MIxg (t)
式中，M、C 和 K 分别为结构体系的质量、阻尼和刚度矩阵； x(t) 、 x (t) 和
x(t) 分别为体系的加速度、速度和位移向量。 对刚度矩阵 K 的讨论:
(1) 在弹性阶段,K 是定值,不随变形而变化. (2) 在弹塑性阶段,K 值随结构变形状态不同而改变。 (3) 由于地震下结构变形为一个循环往复的过程，因此 K 值随着变形也是
初始条件为 U i U y ， P(U i ) Py
刚度降低系数为
k2 k1
1
故 P(Ui1) Py k1(Ui1 U y ) （4.1.3）
（3）正向硬化阶段卸载（23 段）
此阶段有U 0 ，U U 2
初始条件为U i U 2 ， P(U i ) P(U 2 ) 刚度降低系数为 1
§4 弹塑性时程分析法
4.2.1 层模型
层模型以一个楼层为基本单元，用每层 的刚度（层刚度）表示结构的刚度。层模型假定 建筑各层楼板在其自身平面内刚度无穷大，因此 可将整个结构合并为一根竖杆，并将全部建筑质 量就近分别集中于各楼层楼盖处作为一个质点， 考虑两个方向的水平振动，从而形成“串联质点 系”振动模型，如图4.2.1（a）所示。对质量与 刚度明显不对称、不均匀的结构，应考虑双向水 平振动和楼盖扭转的影响，此时采用“串联刚片 系”振动模型考虑转动惯量I对振动的影响，如 图4.2.1（b）所示。层模型一般把位移参考点设 在每层的质心，其本构关系是层总体位移与层总 体内力之间的关系，可以采用静力弹塑性分析法 确定结构层刚度及其恢复力模型，此时一般应考 虑各类杆件的弯曲、剪切和轴向变形。层模型的 优点是简单、计算量较小；缺点是模型比较粗糙， 不能描述结构各构件的弹塑性变形过程，不能完 全满足结构抗震设计的要求。
弹塑性时程分析
弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动，通过积分运算，求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，也称为弹塑性直接动力法。
基本原理多自由度体系在地面运动作用下的振动方程为：式中、、分别为体系的水平位移、速度、加速度向量；为地面运动水平加速度，、、分别为体系的刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵。
将强震记录下来的某水平分量加速度－时间曲线划分为很小的时段，然后依次对各个时段通过振动方程进行直接积分，从而求出体系在各时刻的位移、速度和加速度，进而计算结构的内力。
式中结构整体的刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵通过每个构件所赋予的单元和材料类型组装形成。
动力弹塑性分析中对于材料需要考虑包括：在往复循环加载下，混凝土及钢材的滞回性能、混凝土从出现开裂直至完全压碎退出工作全过程中的刚度退化、混凝土拉压循环中强度恢复等大量非线性问题。
基本步骤弹塑性动力分析包括以下几个步骤：(1) 建立结构的几何模型并划分网格；(2) 定义材料的本构关系，通过对各个构件指定相应的单元类型和材料类型确定结构的质量、刚度和阻尼矩阵；(3) 输入适合本场地的地震波并定义模型的边界条件，开始计算；(4) 计算完成后，对结果数据进行处理，对结构整体的可靠度做出评估。
计算模型在常用的商业有限元软件中，ABAQUS、ADINA、ANSYS、MSC.MARC都内置了混凝土的本构模型，并提供了丰富的单元类型及相应的前后处理功能。
在这些程序中一般都有专用的钢筋模型，可以建立组合式或整体式钢筋。
以ABAQUS为例，它提供了混凝土弹塑性断裂和混凝土损伤模型以及钢筋单元。
其中弹塑性断裂和损伤的混凝土模型非常适合于钢筋混凝土结构的动力弹塑性分析。
它的主要优点有：(1) 应用范围广泛，可以使用在梁单元、壳单元和实体单元等各种单元类型中，并与钢筋单元共同工作；(2) 可以准确模拟混凝土结构在单调加载、循环加载和动力荷载下的响应，并且可以考虑应变速率的影响；(3) 引入了损伤指标的概念，可以对混凝土的弹性刚度矩阵进行折减，可以模拟混凝土的刚度随着损伤增加而降低的特点；(4) 将非关联硬化引入到了混凝土弹塑性本构模型中，可以更好的模拟混凝土的受压弹塑性行为，可以人为指定混凝土的拉伸强化曲线，从而更好的模拟开裂截面之间混凝土和钢筋共同作用的情况；(5) 可以人为的控制裂缝闭合前后的行为，更好的模拟反复荷载作用下混凝土的反应。
弹性与弹塑性动力时程分析方法中若干问题探讨_杨志勇
建 筑 结 构 学 报(增刊1)J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s (S u p p l e m e n t a r y I s s u e 1)弹性与弹塑性动力时程分析方法中若干问题探讨杨志勇,黄吉锋,邵 弘(中国建筑科学研究院结构所,北京100013)摘要:依据大量实际工程弹性、弹塑性动力时程分析经验,结合实际工程应用,探讨了弹性、弹塑性动力时程分析方法中的一些基本问题。
针对性地分析了动力时程分析方法中地震波的离散性;地震波如何与反应谱曲线在统计意义上相符;人工模拟地震波方法及其工程应用;弹性、弹塑性时程分析法选取地震波的基本原则;弹性时程分析法地震波的选取数量;如何将反应谱分析结果与时程分析结果取较大值等方面的问题。
通过大量的算例分析可以看出,正确地应用弹性、弹塑性动力时程分析方法需要从多个方面进行准确理解和把握,教条地应用很难发挥弹性、弹塑性动力时程分析应有的作用。
关键词:弹性时程分析法;弹塑性时程分析法;地震波;反应谱中图分类号:T U 311.3 文献标识码:AD i s c u s s i o n o n l i n e a r a n d n o n l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s m e t h o dY A N GZ h i y o n g ,H U A N GJ i f e n g ,S H A OH o n g(B u i l d i n g S t r u c t u r e R e s e a r c h I n s t i t u t e ,C h i n a A c a d e m y o f B u i l d i n g R e s e a r c h ,B e i j i n g 100013,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r d i s c u s s e dl i n e a r a n dn o n l i n e a r t i m eh i s t o r y a n a l y s i s m e t h o d ,e s p e c i a l l y c o n c e r n i n g w i t ht h ef o l l o w i n gi s s u e s :t h e d i s p e r s e o f e a r t h q u a k e w a v e ,s c a l i n g t h e e a r t h q u a k e w a v e t o f i t t h e d e s i g n r e s p o n s e s p e c t r u mo f C h i n a c o d e ,t h e e a r t h q u a k e w a v e s i m u l a t i o n m e t h o d ,t h e b a s i c p r i n c i p l e o f e a r t h q u a k e w a v e s e l e c t i o n ,t h e n u m b e r o f w a v e s r e q u i r e d i n t i m e h i s t o r y a n a l y s i s ,a n d t h e m a x i m u ms t r u c t u r a l r e s p o n s e f r o ms p e c t r u ma n a l y s i s a n dt i m e h i s t o r ya n a l y s i s .A s s h o w ni nm a n y e x a m p l e s ,l i n e a r a n d n o n l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s m e t h o ds h o u l db e u s e da p p r o p r i a t e l y t o o b t a i n u s e f u l r e s u l t s .K e y w o r d s :l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s m e t h o d ;n o n l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s m e t h o d ;e a r t h q u a k e w a v e ;r e s p o n s e s p e c t r u m基金项目:建设部软科学研究资助项目(06-K 9-31)。
SAP2000时程分析报告精华贴
Sap2000精华贴集锦1、sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？答：（1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。
marry11（2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为0.16g。
marry11（3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。
在时程分析中也同理。
Xfjiang说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数α，而地震反应谱gTTSa⨯=)()(α。
（4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单位。
Ngmxf（5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。
所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor 设为重力加速度，单位一定要搞清楚。
sap的原意应该是进行地震方向组合用的。
如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。
Z625（6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是 m 、N、s。
当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时 scale 是32.2。
用lb, in 时，scale 取386。
sap2000弹塑性分析方法
SAP2000弹塑性分析方法运用总结结构的抗震设计一般可通过三个方面来实现，一种是增加结构的截面和刚度来“抗震”，此时如果要使结构在大震作用下保持弹性状态，结构需要具有如右图所示的承载能力，此时结构的设计截面会变得非常不经济；第二种方法是容许结构发生一定的塑性变形，并保证结构不发生倒塌的"耐"震设计（或叫延性设计）；第三种方法是通过一些装置地震响应比较（如阻尼器、隔振装置等）来吸收能量的"减"震或"隔"震设计。
当结构和结构构件具有一定的延性时，大震作用下部分构件会发生屈服，此时结构的周期会变长，结构周期的变长反过来减小了地震引起的惯性力，即塑性铰的出现吸收了部分地震能量，从而避免了结构的倒塌。
对结构抗震性能的评价以往多从强度入手，但结构在发生屈服后仍具有一定的耗能和变形能力，因此用能够反映结构延性和耗能能力的变形评价结构的抗震性能应更为合适。
通过动力弹塑性分析我们不仅要了解结构发生屈服和倒塌时的地震作用的大小，同时也要了解结构的变形能力（弹塑性层间位移角、延性系数等）、构件的变形能力、铰出现顺序等，从而实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准设防目标。
目的：1) 评价建筑在罕遇地震下的抗震性，根据主要构件的塑性破坏情况和整体变形情况，确认结构是否满足性能目标的要求。
2) 研究超限对结构抗震性能的影响，包括罕遇地震下的最大层间位移；3)根据以上分析结果，针对结构薄弱部位和薄弱构件提高相应的加强措施。
弹塑性分析两种方法：1、静力弹塑性方法push-over2、动力弹塑性时程分析《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》)第1.0.1条中规定了三水准设防目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
《抗规》5.5.2条中分别规定了"应"进行弹塑性变形验算和"宜"进行弹塑性变形验算的结构。
精编弹塑性时程分析法资料
服点，后续反向加载时直线指向所经历过的最大位移点。 ④ 中途卸载时，卸载刚度取 k1。
《工程结构抗震与防灾》电子教案 东南大学 源自幼亮§4 弹塑性时程分析法
9
2. 双线型模型力学描述：
设 P(Ui ) 、U i 表示ti 时刻结构的恢复力与变形，则在ti1时刻刚度退化双线
P(Ui ) P(U7 )
刚度降低系数为
4
k4 k1
Py U yk1
故
P(U i1 )
P(U3)
P(U
7
)
Py Uy
(U i1
Py Uy
(U i1
U3) U7
)
（4.1.11）
《工程结构抗震与防灾》电子教案
东南大学
丁幼亮
§4 弹塑性时程分析法
U 0 ，U U6
初始条件为
U i U 6 ， P(U i ) P(U 6 ) 0
刚度降低系数为
P(U 2 )
(U 2 U 6 )k1
故
P(U i1 )
P(U 2 ) U2 U6
(U i1
U6 )
（4.1.7）
需要指出，式（4.1.2）～式（4.1.7）中，U 2 、 P(U 2 ) 、U 3 、U5 、 P(U5)
(1) 在弹性阶段,K 是定值,不随变形而变化. (2) 在弹塑性阶段,K 值随结构变形状态不同而改变。 (3) 由于地震下结构变形为一个循环往复的过程，因此 K 值随着变形也是
个循环往复的过程。
因此，弹塑性时程分析法必须首先确定刚度与变形之间的关系，
sap2000时程分析
sap2000时程分析（Time-history Analysis）学习小结一、什么时程分析？1.1地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。
几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。
与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。
但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。
1.2时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。
由时程分析可得到各个质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，进而计算构件内力和变形的时程变化。
时程分析法是世纪60年代逐步发展起来的抗震分析方法。
用以进行超高层建筑的抗震分析和工程抗震研究等。
至80年代，已成为多数国家抗震设计规范或规程的分析方法之一。
时程分析法在数学上称步步积分法,抗震设计中也称为“动态设计”。
由结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得整个时间历程的地震反应的方法。
此法输入与结构所在场地相应的地震波作为地震作用,由初始状态开始,一步一步地逐步积分,直至地震作用终了。
是对工程的基本运动方程，输入对应于工程场地的若干条地震加速度记录或人工加速度时程曲线，通过积分运算求得在地面加速度随时间变化期间结构的内力和变形状态随时间变化的全过程，并以此进行结构构件的截面抗震承载力验算和变形验算。
1.3振型分解法仅限于计算结构在地震作用下的弹性地震反应。
时程分析法是用数值积分求解运动微分方程的一种方法，在数学上称为逐步积分法。
这种方法是从t=0时刻开始，一个时段接着一个时段地逐步计算，每一时段均利用前一时段的结果，而最初时段应根据系统的初始条件来确定初始值。
弹性、弹塑性时程分析
PKPM软件园地 建筑结构.技术通讯 2007年1月弹性、弹塑性时程分析法在结构设计中的应用杨志勇 黄吉锋（中国建筑科学研究院 北京 100013）0 前言地震作用是建筑结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。
几十年来，人们积累了大量的实测地震资料，这些资料多以位移、速度或者加速度时程的形式体现。
与此相对应，时程分析方法也被认为是最直接的一种计算建筑结构地震响应的方法。
但是，由于地震作用随机性导致计算结果的不确定性，弹性时程分析方法只是结构设计的一种辅助计算方法；虽然如此，抗震规范为了增强重要结构的抗震安全性，还是将弹性时程分析方法规定为常遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法；尤其是考虑了结构的弹塑性性能后，弹塑性时程分析方法更是被普遍认为是一种仿真的罕遇地震作用响应计算方法。
《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第3.6.2，5.1.2，5.5.1，5.5.2，5.5.3等条文规定了时程分析相关的内容。
下面结合TAT ，SATWE ，PMSAP 和EPDA 等软件应用，探讨如何将弹性、弹塑性时程分析正确应用到结构设计中去。
1 弹性时程分析的正确应用11正确地在软件中应用弹性时程分析方法需要对规范的相关条文规定有正确的认识。
以下几点是需要特别明确的：（1）抗震规范第5.1.2条第3点规定，“可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值”。
在设计过程中，如何实现“较大值”有不同的做法：1)设计采用弹性时程分析的构件内力响应包络值的多波平均值与振型分解反应谱法计算结果二者的较大值直接进行构件设计；2)在实现振型分解反应谱方法时，放大地震力使得到的楼层响应曲线包住时程分析楼层响应曲线的平均值。
图1 SATWE 地震作用放大系数前一种做法可能使得构件配筋较大，因为在时程分析过程中，构件内力的最大响应具有不同时性，采用包络值进行设计会使得构件内力，尤其是压弯构件内力偏于保守。
SAP2000时程分析精华贴
Sap2000精华贴集锦1、sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？答：（1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。
marry11（2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为0.16g。
marry11（3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。
在时程分析中也同理。
Xfjiang说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数α，而地震反应谱gTTSa⨯=)()(α。
（4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单位。
Ngmxf（5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。
所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor设为重力加速度，单位一定要搞清楚。
sap的原意应该是进行地震方向组合用的。
如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。
Z625（6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是m 、N、s。
当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时scale 是32.2。
用lb, in时，scale 取386。
基于SAP2000的平面单层框架结构弹塑性分析
基于SAP2000的平面单层框架结构弹塑性分析摘要：本文基于SAP2000软件，对一常规的单层平面框架结构进行弹塑性分析，分别使用静力弹塑性方法和动力弹塑性方法进行结构分析，对静力分析所得的基底剪力-位移曲线和动力分析所得的顶点位移的时程曲线进行对比，分析这两种方法对结构抗震弹塑性分析的区别与优缺点。
关键词：SAP2000；静力弹塑性；动力弹塑性中图分类号：我国的结构设计规范目前采用多阶段抗震设计，具体措施是3水准设防（小震不坏，中震可修，大震不倒）。
大部分普通结构设计采用小震计算，少部分复杂结构进行中震和大震性能化抗震设计。
结构在进入中震和大震的阶段后，部分会进入弹塑性，因此传统的线弹性分析模型不再适用。
目前基于纤维模型、分层壳模型等微观精细化模型已经进入实用化阶段，SAP2000、Perform-3D等商用软件能够较好地解决非线性结构弹塑性分析问题。
本文基于SAP2000平台，对一常规的单层平面框架结构采用静力弹塑性和动力弹塑性方法进行分析，对比静力分析生成的基底剪力-位移曲线和动力分析得到的时程分析曲线，总结这两种方法的特征、区别和优缺点，为工程实践提供参考。
1静力弹塑性分析基本原理和应用静力弹塑性分析法（下文简称NSF，Nonlinear Static Procedure），方法是采用一定的结构分析模型进行推覆分析（Pushover Analysis），在分析结果基础上结合抗震性能需求（如需求谱、目标位移等），对结构抗震性能进行分析。
基本假定如下：（1）仅能考虑结构第一振型的影响，忽略高阶振型的影响。
（2）结构沿高度方向的变形可使用形状向量表示，且在地震作用的全过程，形状向量保持不变。
（3）楼板的平面内刚度无限大，不考虑楼板的平面外刚度，楼板在平面内仅发生刚体位移。
分析基本思路如下：（1）建立弹塑性模型，确定侧向推覆力的形式，得到顶点位移—侧向力曲线。
（2）选择用于评估的地震水准（中国规范、ATC40）。
SAP2k第6章弹性及弹塑性时程分析
f r k d 1 r yield z
式中：k为弹性弹簧常数；yield为屈服力；r为指定的屈
服后刚度对弹性刚度的比值；z为一个内部的滞后变量，
此变量范围为|z|≤ 1，其屈服面由|z|= 1代表。。
其中exp 为等于或大于1 的指数。
此指数越大，屈服比率越陡。实际指
数限值大约是20。公式z‘ 等价于
Wen 模型A＝1 及α＝β＝0.5。
2.3 单元类型介绍——滞回（橡胶）隔震属性
双轴的滞后隔振器，对于两个剪切变形有耦合的塑性属性
，且对余下的4个变形有线性的有效刚度属性。 对 每 一 个
剪切变形自由度，用户可独立的指定线性或非线性的行为。
2.3 单元类型介绍——滞回（橡胶）隔震属性
●在每一曲线终点的斜率不能为负
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
用户定义多段线性曲线上的点时，对称的成对点将被
连接，即使是非对称的曲线。这样能够对滞回曲线的形状
进行一些控制。
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
Takeda模型
Takeda模型在卸载过程中，当通过水平轴时，卸载曲线
沿反向加载路径（Backbone Force Deformat ion ）
的切线方向。
2.3 单元类型介绍——多段线性塑性连接单元
枢纽点（Pivot）模型
这个模型与Takeda 塑性模型相似，但是具有一个附加
参数来控制退化滞回曲线。适用于钢筋混凝土单元，是基
于趋向于在力－变形（或弯矩－转动）平面内指定点、也
筏板基础等。
体单元
主要用于细部分析。
点单元
也称连接单元，可在两节点之间绘制，也可在一个节
SAP2000时程分析精华贴
Sap2000精华贴集锦1、sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？答：（1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。
marry11（2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为0.16g。
marry11（3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。
在时程分析中也同理。
Xfjiang说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数α，而地震反应谱gTTSa⨯=)()(α。
（4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单位。
Ngmxf（5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。
所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor设为重力加速度，单位一定要搞清楚。
sap的原意应该是进行地震方向组合用的。
如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。
Z625（6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是m 、N、s。
当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时scale 是32.2。
用lb, in时，scale 取386。
SAP2000时程分析精华贴
Sap2000精华贴集锦1、sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？答：（1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。
marry11（2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为0.16g。
marry11（3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。
在时程分析中也同理。
Xfjiang说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数α，而地震反应谱gTTSa⨯=)()(α。
（4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单位。
Ngmxf（5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。
所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor设为重力加速度，单位一定要搞清楚。
sap的原意应该是进行地震方向组合用的。
如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。
Z625（6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是m 、N、s。
当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时scale 是32.2。
用lb, in时，scale 取386。
sap2000-常见问题解决（含Sap2000精华贴摘录）
sap2000-常见问题解决（含Sap2000精华贴摘录）Sap2000常见问题1 问：能够移动工具栏中的按钮么？答：当然可以——拖住工具栏的双线指示位置，可以移动到不同的位置处，或者可以完全的关闭它。
2 问：如果偶尔选错一个对象，该如何去掉它？答：简单的再次单击这个对象来去掉它，或者点击清除选择按钮…clr?来去掉全部所选的对象。
注意到与这个按钮相邻的还有两个相关按钮，一个是…ps?按钮来获取前一次选择；一个是?all?按钮来选择全部点、线、面。
3 问：右下角下拉菜单中的“Global”指的是什么？答：它指的是当前显示的坐标系。
在同一个模型中用户可以建立多个坐标系，可以是笛卡尔坐标系或者柱坐标系。
如果用户定义了多个坐标系，那么可以在SAP2000 屏幕右下角的默认为“Global”的下拉菜单中进行切换。
4 问：如何显示构件的局部坐标轴？答：点击视图>设置建筑视图选项，在对话框中勾选框架/索/钢束前面的局部坐标轴选项，可以显示红、白、蓝三个颜色的箭头，代表1,2,3 轴。
参考美国国旗的颜色来记住这个是有效的方法，红色对应１轴；白色对应２轴；蓝色对应３轴。
请注意这个视图菜单>设置建筑视图选项命令，设置局部坐标轴的显示不仅适用于框架对象，也适用于节点、壳面及连接对象。
5 问：如何改变构件的长度？答：在要改变构件的端点处点击鼠标右键，然后在弹出的点信息对话框中编辑构件端点要移动到的位置的坐标。
6 问：如何改变框架单元的截面属性？答：首先，选择框架单元，点击指定>框架/索/筋>框架截面，选择新的截面属性。
如果在左侧的截面属性菜单中没有看到需要的截面，那么可以用…Import（导入）?下拉菜单，能够导入标准的型钢截面（Chinese.pro文件为中国型钢库文件）。
也可以选择…Add（添加）?。
可以添加任意材料的非标准截面、截面设计器截面、变截面以及自动截面选择列表。
7 问：导入AutoCAD 生成的.dxf文件时，需要注意那些问题？答：(1)要导入的对象不能位于0层；(2)模型中最好用直线来简化模型，不能包含多义线；(3)导入时注意选择合适的单位，初始单位与导入时的单位要统一；(4)CAD 通常的操作平面为x-y平面，导入CAD平面图时，SAP 中向上方向为z 方向，导入CAD 立面图时，注意将向上的方向指定为y向。
弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则1
弹塑性时程分析用地震波选取的基本原则2010-06-06 20:14:20| 分类：结构设计相关| 标签：高层建筑地震地震波地震资料|字号大中小订阅地震动具有强烈随机性，分析表明，结构的地震反应随输入地震波的不同而差距很大，相差高达几倍甚至十几倍之多。
故要保证时程分析结果的合理性，必须合理选择输入地震波。
归纳起来，选择输入地震波时应当考虑以下几方面的因素：峰值、频谱特性、地震动持时以及地震波数量，其中，前三个因素称为地震动的三要素。
1、峰值调整地震波的峰值一定程度上反映了地震波的强度，因此要求输入结构的地震波峰值应与设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当，否则应按下式对该地震波的峰值进行调整。
A′(t) = (A′max/A max) A (t)其中，A′(t) 和A′max分别为地震波时程曲线与峰值，A′max取设防烈度要求的多遇或罕遇地震的地面运动峰值; A (t) 和Amax分别为原地震波时程曲线与峰值。
2、频谱特性频谱即地面运动的频率成分及各频率的影响程度。
它与地震传播距离、传播区域、传播介质及结构所在地的场地土性质有密切关系。
地面运动的特性测定表明，不同性质的土层对地震波中各种频率成分的吸收和过滤的效果是不同的。
一般来说，同一地震，震中距近，则振幅大，高频成分丰富;震中距远，则振幅小，低频成分丰富。
因此，在震中附近或岩石等坚硬场地土中，地震波中的短周期成分较多，在震中距很远或当冲积土层很厚而土质又较软时，由于地震波中的短周期成分被吸收而导致长周期成分为主。
合理的地震波选择应从两个方面着手：1) 所输入地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致。
2) 所输入地震波的震中距应尽可能与拟建场地的震中距一致。
3、地震动持时地震动持时也是结构破坏、倒塌的重要因素。
结构在开始受到地震波的作用时，只引起微小的裂缝，在后续的地震波作用下，破坏加大，变形积累，导致大的破坏甚至倒塌。
有的结构在主震时已经破坏但没有倒塌，但在余震时倒塌，就是因为震动时间长，破坏过程在多次地震反复作用下完成，即所谓低周疲劳破坏。
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2.3 单元类型介绍——面单元
面单元-主要包括膜单元、板单元和壳单元。
膜单元：具有平面内的刚度，承受膜力，建筑结构中楼板 通常采用膜单元模拟。
板单元：只具有平面外的刚度，承受弯曲力，建筑结构中 可模拟扁梁或地基梁。
2.3 单元类型介绍——线单元（框架单元）
线单元-主要包括框架单元、索单元和预应力/束单元。
框架单元使用一般的三维梁－柱公式，包括双轴弯曲、 扭转、轴向变形、双轴剪切变形等效应。 自由度与释放：框架单元激活了6个自由度，用户可 根据需要释放不需要的自由度。 局部坐标系：每一个框架单元都有自己的单元局部坐 标系，用来定义截面属性、荷载和输出。其局部坐标 轴用1、2、3代表，1轴代表单元长度方向，2、3轴代 表与长度相垂直的平面内。 截面：每一个框架单元应赋予截面，可来自截面库或 采用截面编辑器定义。截面可等截面也可变截面。
2.3 单元类型介绍——壳单元
一个单元的特征系数不应太大。对于三角形，这是最 长边与最短边的比值；对于四边形，这是对边中点间 较长的距离与较短距离的比值。对于特征系数为1， 将得到最佳结果，或至少小于4。特征系数不得超过 10。 用倾斜角表示单元偏离直角四边形的程度。倾斜角不 要超过45度，四边形所有内角应在45-135度之间。 四边形单元的四个节点偏离同一平面的程度称为翘曲。 对于四边形，4 个节点不必在同一面内。程序可以考 虑在单元内的少量扭转。在角点法线间的角度可用来 衡量扭转程度。
2.3 单元类型介绍——框架单元
截面属性修正：根据模拟对象不同，可对截面特性进 行修正，如索不能抗弯，则截面抗弯刚度需调整为零。 考虑楼板作用的梁，其截面特性也需修改，等。 刚性区：梁、柱节点连接处，可对相关单元端部偏移。
2.3 单元类型介绍——框架单元
端部刚性系数：基于框架单元中线至中线的分析，可 能会过多估计某些结构的变形。这是由于在连接处截 面重叠导致的刚性效应。在混凝土结构中比在钢结构 中会更显著。用户可使用参数rigid 来指定一个端部 刚性系数，它给出了假定为刚性弯曲和剪切变形的端 部偏移的百分比。从节点i的rigid·ioff 长度，被假 设为刚性的。单元的柔性长度Lf 如下：
2.3 单元类型介绍——壳单元
自由度：壳单元总在每个连接点激活所有6 个自由度。 当单元被作为纯膜来使用时，用户必须确保约束或其 他支座提供法向平动和弯曲转动自由度。当一个单元 被当作一个纯面来使用时，用户必须确保约束或其他 支座提供面内平动和关于法向轴的动自由度。
局部坐标系：每个壳单元具有自己的单元局部坐标系， 来定义材料属性、荷载和输出。此局部坐标系的轴用 1，2，3 来代表。前两个轴在单元平面内，其朝向由 用户指定；第3 个轴为法向。
一般建议用户使用厚板公式。
2.3 单元类型介绍——壳单元
截面材料：
壳截面使用的材料属性为： 弹性模量，E1、E2、E3 剪切模量，G12、G13、G23 泊松比，γ12、γ13、γ23 温度膨胀系数，a1、a2 质量密度m，用来计算单元质量 重量密度w，用来计算自重和重力荷载
2.3 单元类型介绍——分层壳单元
对于分层壳属性，用户可以定义在厚度方向上构成。允 许任意数量层，甚至仅一层。通过参考面进行定位，参 考面可以为中面、中性面、顶面、底面或者用户自己直 接选择位置。
2.3 单元类型介绍——分层壳单元
层名称 层名称任意，同一截面内层名唯一，一个层名称在不同 的截面中同时引用。这样可以同时绘同一层名但不同截 面的单元结果。 层距离 层需要指定沿单元正3 轴方向从层中心到参考面的距离。 层厚度每层都要具有一个沿单元3 轴量起的厚度。 层材料 每层的材料属性通过引用一个以前定义的材料来指定， 材料可以为各向同性的，单轴的或正交各向异性的。如 果选择各向异性的，即要使用正交各向异性材料。
2.1.2 SAP2000中单元与单元之间的关系 如果实际结构变形连续，但两相邻单元并非以节点相 连，而以边相连或部分相连，不需定义耦合，只需指 定自动边束缚即可。例：
2.2 SAP2K中的单元特点及分类
SAP2000中单元共分四类： 线单元 在结构中用来模拟梁、柱、支撑、桁架、和索； 面单元 主要分为壳单元和二维实体单元，壳单元细分为板、 膜、薄壳、厚壳，在建筑结构中用来模拟墙、楼板、 筏板基础等。 体单元 主要用于细部分析。 点单元 也称连接单元，可在两节点之间绘制，也可在一个节 点位置绘制，单节点连接单元默认为一个节点接地。
2.3 单元类型介绍——壳单元
截面：每个截面有一个恒定的膜厚度和一个恒定的弯 曲厚度。 膜厚度th 用来计算： ※ 完全壳和纯膜截面的膜刚度。 ※ 单元自重和质量计算所使用的单元体积。 弯曲厚度thb 用来计算： ※ 对完全壳和纯板截面的板－弯曲和横向－剪切刚度
※※※一般地，这两个厚度是相同的，且用户只需指定th。
2.3 单元类型介绍——壳单元
截面厚度公式： 厚板（Mindlin/Reissner）公式：包括了横向剪切 变形效应； 薄板（Kirchhoff）形式：忽略了横向剪切变形；
当厚度大于其跨度的1/10 或1/5 时，剪切变形趋 向于重要。虽然对薄板弯曲问题，剪切变形确实可以 忽略，但厚板公式趋向于更准确，虽然比薄板公式更 刚性些。然而，对较大的特征系数和网格扭曲，厚板 公式的准确度比薄板公式更敏感。
SAP2K程序
第6章 弹性及弹塑性时程分析
第6章 弹性及弹塑性时程分析
6.1 弹性及弹塑性时程分析简介 6.2 SAP2K实现过程 6.3 弹性及弹塑性时程分析算例
6.1 弹性及弹塑性时程分析简介
2.1.1 传统有限元中单元与单元之间的关系 通过节点直接连接 通过单元连接（本质上仍是节点连接） 通过限制方程连接（如耦合、接触等）
壳单元：其力学行为是膜单元同板单元之和。可根据中面 的形状划分，如中面为平面，则壳的薄膜应力与弯曲应力 不耦合，如壳的中面为曲面，则薄膜应力与弯曲应力耦合。
2.3 单元类型介绍——壳单元
2.3.1 壳单元形状及质量评价
壳单元（包括平面单元）有两种形状，一种为四节点 构成的四边形，一种为三节点构成的三角形。