sap2000中定义非线性分析工况的初始条件知识讲解

SAP2K高级分析

SAP2000高级应用：非线性动力分析结构软件—sap200 2010-12-30 11:40:39 阅读142 评论0 字号：大中小订阅1.非线性时程分析工况的定义及相关概念1) 时程函数的定义与线性时程分析相同，非线性时程分析首先需要定义时程函数曲线，定义方式与线性时程分析是相同的。

如果需要进行罕遇地震作用下结构的非线性分析，需要选择地震波曲线，可以使用程序联机带有的常用地震波形式以及我国规范常用的几种场地状态下地震波曲线，可以通过峰值控制来得到罕遇地震的地震时程曲线。

除了罕遇地震作用以外，作用于结构更复杂的动力荷载一般需要提供该作用的数据形式，或工程师根据荷载特征构建荷载作用的数据形式，比如一定的冲击荷载作用或爆炸荷载作用。

对于这类荷载数据形式的形成和使用方式与线性时程分析中所描述的时程曲线形成的方式相同，对于几种典型动力作用的时程曲线我们在本章后面相关专题将会再次涉及到。

2)时程工况的定义与线性时程分析相同，完成时程函数曲线定义之后，需要定义非线性时程分析工况。

当选择添加新工况并在分析工况类型下拉菜单中选择Time History，可以弹出时程分析工况定义对话框。

非线性分析工况定义对话框与线性时程分析对话框是相同的:如果需要定义的是非线性时程分析，首先需要在分析类型选项中选择非线性分析类型。

与线性时程分析相同，需要选择时程分析的类型，关于时程类型在线性时程分析已经进行了全面的阐述，其意义与线性时程分析相同，因此本章就不再进行赘述了。

当选择为直接积分时，可以为该工况定义初始条件，初始条件的意义在线性时程分析中已经阐述，并且该节中也描述了在初始条件的定义中需要注意的问题。

3）积分方式和阻尼设置非线性动力分析中结构某些单元的属性随时间的变化可能是非线性的，或结构某一方面效应随时间的变化是非线性的，但是对于每一时刻结构系统的经典力学平衡方程仍然是成立的，因此传统的非线性求解方法仍然是通过每一个时程积分时刻的平衡方程进行求解的。

sap2000钢筋混凝土非线性计算(1)

sap2000钢筋混凝土非线性计算(1)文章一：一、引言:本文档旨在详细介绍如何使用SAP2000进行钢筋混凝土非线性计算。

钢筋混凝土结构在实际工程中使用广泛，了解其非线性行为对于结构设计、分析和评估至关重要。

本文将介绍SAP2000软件的使用步骤，并提供详细的计算示例。

二、SAP2000软件简介:SAP2000是一款用于结构分析和设计的通用软件，它可以用来进行线性和非线性的结构分析。

该软件提供了一系列强大的功能，包括模型建立、负荷应用、边界条件设定、分析求解等。

三、模型建立:1. 创建SAP2000项目文件。

2. 导入钢筋混凝土结构的几何信息。

3. 定义节点、材料和截面属性。

4. 建立结构模型，包括梁、柱和板等元素。

四、负荷应用:1. 定义荷载组合，包括常规荷载、活荷载和地震荷载等。

2. 在结构模型上施加荷载。

五、边界条件设定:1. 定义结构边界条件，如固定支座、弹簧支座和滑动支座等。

2. 设定梁、柱和板的约束条件。

六、分析求解:1. 选择分析类型，如静力分析、动力分析和非线性分析等。

2. 进行分析求解，获取结构的位移、反力和应力等结果。

七、结果输出:1. 查看结构的分析结果。

2. 结果报表和图形。

八、计算示例:以下是一个钢筋混凝土框架结构的非线性计算示例：1. 建立结构模型，包括梁、柱和板等。

2. 定义荷载组合，并施加荷载。

3. 设定边界条件和约束条件。

4. 进行非线性分析，获取结构的位移、反力和应力等结果。

5. 查看分析结果，并结果报表和图形。

结尾：1、本文档涉及附件，请查阅附件部分。

2、本文所涉及的法律名词及注释：无。

文章二：一、引言:本文档将介绍如何使用SAP2000进行钢筋混凝土非线性计算。

钢筋混凝土结构的非线性行为是结构设计和分析的重要考虑因素。

了解钢筋混凝土的非线性行为对于工程师进行结构评估和优化设计至关重要。

本文将详细说明SAP2000软件的使用步骤，并提供一个实际工程案例进行计算示范。

SAP2000程序中提供了强大的分析功能.

SAP2000程序中提供了强大的分析功能，不仅囊括了土木工程领域几乎所有的分析类型：静力分析、动力分析、模态分析、反应谱分析等，最近还发展了在机械行业常用的频域分析，如稳态分析及PSD 分析。

工程师需要做的是将实际结构简化为合理的计算模型。

对于非线性分析，选择不同的求解器、控制方法或者分析参数，计算结果会明显不同，因此工程师需要对非线性分析过程有一定的了解，并应具备一定的数值计算知识。

下面主要剖析土木工程行业常用的分析工况，并针对工程师遇到的常见问题做必要的解释说明。

1 线性分析与非线性分析在SAP2000中，静力分析与时程分析工况均可根据需要设定为线性或者是非线性分析。

两者的区别见表1。

线性分析与非线性分析的区别表1非线性可能有以下几种情况：1）P-Δ（大应力）效应：当结构中有较大应力（或内力）时，即使变形很小，以初始的和变形后的几何形态写的平衡方程的差别可能很大；2）大变形效应：当结构经历大变形时，变形前后的平衡方程差别很大，即使应力较小时也是如此；3）材料非线性：材料的应力-应变关系不是完全的线性，或者是塑性材料；4）人为指定：如指定了拉压限制，结构中包含粘滞阻尼单元或者其他非线性单元等情况。

在定义分析工况时，如果要考虑第1，2种非线性，可在工况定义时设定。

材料非线性在目前SAP2000版本中主要体现为各种形式的塑性铰，如轴力铰、剪力铰、PMM铰等。

铰的力学属性为刚塑性，出现铰意味着框架进入塑性阶段。

带有铰的框架对象的弹性属性来自于框架单元本身的弹性。

SAP2000更高版本将会融入Perfor m系列程序，届时用户可以更加灵活地定义材料非线性。

2 Pushover分析Pushover分析是一种静力非线性分析，用户定义侧向荷载来模拟地震水平作用，且通过不断增大侧向作用，追踪荷载-位移曲线，将这条曲线（能力曲线）与弹塑性反应谱曲线相结合，进行图解，得到一种对结构抗震性能的快速评估的方法，称为Pushover方法。

SAP2000程序中提供了强大的分析功能.

SAP2000程序中提供了强大的分析功能，不仅囊括了土木工程领域几乎所有的分析类型：静力分析、动力分析、模态分析、反应谱分析等，最近还发展了在机械行业常用的频域分析，如稳态分析及PSD 分析。

工程师需要做的是将实际结构简化为合理的计算模型。

对于非线性分析，选择不同的求解器、控制方法或者分析参数，计算结果会明显不同，因此工程师需要对非线性分析过程有一定的了解，并应具备一定的数值计算知识。

下面主要剖析土木工程行业常用的分析工况，并针对工程师遇到的常见问题做必要的解释说明。

1 线性分析与非线性分析在SAP2000中，静力分析与时程分析工况均可根据需要设定为线性或者是非线性分析。

两者的区别见表1。

线性分析与非线性分析的区别表1非线性可能有以下几种情况：1）P-Δ（大应力）效应：当结构中有较大应力（或内力）时，即使变形很小，以初始的和变形后的几何形态写的平衡方程的差别可能很大；2）大变形效应：当结构经历大变形时，变形前后的平衡方程差别很大，即使应力较小时也是如此；3）材料非线性：材料的应力-应变关系不是完全的线性，或者是塑性材料；4）人为指定：如指定了拉压限制，结构中包含粘滞阻尼单元或者其他非线性单元等情况。

在定义分析工况时，如果要考虑第1，2种非线性，可在工况定义时设定。

材料非线性在目前SAP2000版本中主要体现为各种形式的塑性铰，如轴力铰、剪力铰、PMM铰等。

铰的力学属性为刚塑性，出现铰意味着框架进入塑性阶段。

带有铰的框架对象的弹性属性来自于框架单元本身的弹性。

SAP2000更高版本将会融入Perfor m系列程序，届时用户可以更加灵活地定义材料非线性。

2 Pushover分析Pushover分析是一种静力非线性分析，用户定义侧向荷载来模拟地震水平作用，且通过不断增大侧向作用，追踪荷载-位移曲线，将这条曲线（能力曲线）与弹塑性反应谱曲线相结合，进行图解，得到一种对结构抗震性能的快速评估的方法，称为Pushover方法。

sap2000基础操作

1，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、多维地震动）。

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1000*9.8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1000*9.8*（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输入的地震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。

sap2000钢筋混凝土非线性计算

sap2000钢筋混凝土非线性计算在建筑结构的设计和分析中，准确评估钢筋混凝土结构在各种荷载作用下的性能至关重要。

SAP2000 作为一款功能强大的结构分析软件，为钢筋混凝土非线性计算提供了有效的工具和方法。

钢筋混凝土结构的非线性行为主要源于混凝土材料的非线性特性、钢筋的屈服和强化，以及钢筋与混凝土之间的粘结滑移等因素。

这些非线性特性使得结构在受力过程中的响应变得复杂，传统的线性分析方法往往无法准确预测结构的实际性能。

在 SAP2000 中进行钢筋混凝土非线性计算，首先需要对混凝土和钢筋的材料模型进行合理的定义。

对于混凝土，常见的模型有弥散裂缝模型和塑性损伤模型。

弥散裂缝模型将混凝土视为各向同性的连续材料，通过引入裂缝张开和闭合的准则来模拟混凝土的开裂行为。

塑性损伤模型则考虑了混凝土在受压和受拉时的损伤演化，能够更准确地反映混凝土在反复荷载作用下的性能劣化。

钢筋的模拟通常采用理想弹塑性模型或考虑强化阶段的双折线模型。

理想弹塑性模型简单直观，适用于对钢筋性能要求不高的情况。

双折线模型则能够更好地反映钢筋在屈服后的强化行为，提高计算结果的准确性。

除了材料模型，构件的截面定义也是关键的一步。

在 SAP2000 中，可以通过自定义截面或使用软件提供的标准截面类型来模拟钢筋混凝土构件的截面形状和配筋情况。

对于复杂的截面，如异形柱或配有多排钢筋的梁，自定义截面能够更精确地反映实际的配筋分布。

在建模过程中，还需要合理地设置边界条件和荷载工况。

边界条件的正确定义能够反映结构与基础或相邻构件之间的连接方式和约束情况。

荷载工况则应根据实际的设计要求，包括恒载、活载、风载、地震作用等，进行准确的施加。

完成建模和参数设置后，就可以进行非线性计算分析。

计算过程中，SAP2000 会自动迭代求解结构的平衡方程，逐步更新结构的内力和变形。

通过查看计算结果，可以得到结构在不同荷载阶段的应力分布、裂缝开展情况、构件的变形和内力等重要信息。

SAP2000之Pushover分析

Pushover分析：基本概念静力非线性分析方法（Nonlinear Static Procedure），也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。

静力非线性分析是结构分析模型在一个沿结构高度为某种规定分布形式且逐渐增加的侧向力或侧向位移作用下，直至结构模型控制点达到目标位移或结构倾覆为止。

控制点一般指建筑物顶层的形心位置；目标位移为建筑物在设计地震力作用下的最大变形。

Pushover方法的早期形式是“能力谱方法”(Capacity Spectrum Method CSM)，基于能量原理的一些研究成果，试图将实际结构的多自由度体系的弹塑性反应用单自由度体系的反应来表达，初衷是建立一种大震下结构抗震性能的快速评估方法。

从形式上看，这是一种将静力弹塑性分析与反应谱相结合、进行图解的快捷计算方法，它的结果具有直观、信息丰富的特点。

正因为如此，随着90年代以后基于位移的抗震设计(Diaplacement-Based Seismic Design,DBSD)和基于性能(功能)的抗震设计(Performance-Based Seismic Design. PBSD)等概念的提出和广为接受，使这种方法作为实现DBSD和PBSD的重要工具，得到了重视和发展。

这种方法本身主要包含两方面的内容：计算结构的能力曲线(静力弹塑性分析)、计算结构的目标位移及结果的评价。

第一方面内容的中心问题是静力弹塑性分析中采用的结构模型和加载方式；第二方面内容的中心问题则是如何确定结构在预定地震水平下的反应，目前可分为以ATC-40为代表的CSM和以FEMA356为代表的NSP （Nonlinear Static Procedure，非线性静力方法)，CSM的表现形式是对弹性反应谱进行修正，而NSP则直接利用各种系数对弹性反应谱的计算位移值进行调整。

两者在理论上是一致的。

在一些文献中将第一方面的内容称为Pushover，不包括计算目标位移和结果评价的内容。

sap2000中定义非线性分析工况的初始条件知识讲解

s a p2000中定义非线性分析工况的初始条件问题描述：进行非线性时程分析时，为考虑结构已承受的重力荷载，需定义初始条件作为前续工况。

那么，具体该如何定义非线性时程工况的初始条件呢？解答：在SAP2000中，时程分析有两种求解方法：直接积分法和振型叠加法。

直接积分非线性分析可以考虑所有非线性类型，是最通用的方法。

而振型叠加非线性分析通常用于考虑连接单元的非线性，适用于减、隔震结构，运算速度快。

程序中，这两种方法的非线性时程工况都可以选择相应的初始条件。

下面分别介绍各自初始条件工况的定义方法。

1.直接积分法非线性静力工况、非线性施工顺序工况和非线性直接积分时程工况都可以作为直接积分法非线性工况的初始条件。

对于模拟地震作用时结构已承受的重力荷载，初始条件通常选择非线性静力工况。

具体操作如下：步骤一：定义静力非线性荷载工况，命令：定义>荷载工况。

图1重力初始条件工况分析类型选择“非线性”，添加荷载类型：1.0恒载和0.5活载（重力荷载代表值），可根据具体情况选择是否考虑几何非线性参数，具体设置如图1所示。

步骤二：定义地震时程工况时，选择从gavity工况的结束状态继续分析。

图2直接积分法时程工况注意：非线性荷载工况可以继承初始条件荷载工况的刚度、全部结构效应（包括内力、应力、变形等），以及先前加载历史导致的材料非线性效应等全面信息。

2.快速非线性分析（FNA）法在SAP2000中振型叠加法又被称为快速非线性分析（FNA）法。

FNA法分析只能从其他FNA 分析继续，也就是说已经定义的FNA工况才能作为该FNA工况的初始条件。

所以，需要用FNA法模拟结构的重力荷载。

解决思路是：定义一个拟静态的FNA分析工况，使重力荷载拟静态地施加，并使结构在此过程中不产生振动。

具体操作如下：步骤一：定义斜坡函数，以缓慢地施加重力荷载，命令为：定义>函数>时程，具体参数见图3。

图3 RAMPTH函数斜坡函数总时长取相对结构第一周期较长的时间（建议取10倍T1），总时间至少为上坡时间的2倍。

SAP2000基本介绍

单位
SAP2000 使用四种基本单位：力、长度、温度、时间。程序提供了很多不同的力、长度、温度单位制选择，例如“Kip、in、F” 或“N、mm、C”。时间总是用秒来度量。新建模型时，程序要求指定一个单位系列。这将是模型的基本单位。
坐标系和轴网
模型所有的定位都基于一个全局坐标系统，这是一个三维右手笛卡儿坐标系统，三个轴标记为X、Y、Z，相互之间是垂直的并满足右手准则。 SAP2000 总是认为＋Z方向是向上的。缺省重力方向为－Z方向。
程序提供了几种图像选择方式。 ƒ 通过指针选择：点击一个未被选定的对象，可以选定它；点击一个已被选定的对象，可以取消对它的选定。 ƒ 通过包围窗口选择：从左向右拖出一个窗口，则所有被窗口全部包围的对象将被选定。 ƒ 通过相交窗口选择：从右向左拖出一个窗口，则所有被窗口包围或部分包围的对象将被选定。通过特征选择： ƒ 一个特定平面上的所有对象 ƒ 具有同一种截面或同一属性的所有对象 ƒ 同一个组的所有对象
锁定和解锁
1.运行分析之后，模型将被自动地锁定（指定Model-Alive分析功能除外），这样可以防止所作的改动导致分析结果和后续设计结果的无效。用户可以在任何时间自行锁定模型以防止对模型的改动，也可再解锁模型以接受改动。 2.在运行分析之后，用户在解锁模型时会出现所有分析结果将被删除的警告。如果用户希望避免分析结果被删除，可以先将模型以另外一个新文件名存盘，然后再解锁。后续的所有改动将针对于新文件中的模型。
对象和单元
程序包含下列对象： ƒ 点对象 ƒ 线对象：模拟梁、柱、支撑、桁架单元。 ƒ 面对象：模拟墙、楼板、和其它薄壁单元。
SAP2000屏幕
定义命名实体
定义操作是用来定义模型非几何性质的一些实体属性，这些实体属性包括： • • • • • ƒ 对象属性，比如 o 材料属性 o 框架、索、钢束、面、实体 ƒ 节点约束 ƒ 对象组 • • • • ƒ 荷载相关项，比如 o 荷载模式 o 荷载工况 o 荷载组合

SAP2000之Pushover分析教学内容

S A P2000之P u s h o v e r分析SAP2000之Pushover分析Pushover分析：基本概念静力非线性分析方法（Nonlinear Static Procedure），也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种方法。

静力非线性分析是结构分析模型在一个沿结构高度为某种规定分布形式且逐渐增加的侧向力或侧向位移作用下，直至结构模型控制点达到目标位移或结构倾覆为止。

控制点一般指建筑物顶层的形心位置；目标位移为建筑物在设计地震力作用下的最大变形。

Pushover方法的早期形式是“能力谱方法”(Capacity Spectrum Method CSM)，基于能量原理的一些研究成果，试图将实际结构的多自由度体系的弹塑性反应用单自由度体系的反应来表达，初衷是建立一种大震下结构抗震性能的快速评估方法。

从形式上看，这是一种将静力弹塑性分析与反应谱相结合、进行图解的快捷计算方法，它的结果具有直观、信息丰富的特点。

正因为如此，随着90年代以后基于位移的抗震设计(Diaplacement-Based Seismic Design,DBSD)和基于性能(功能)的抗震设计(Performance-Based Seismic Design. PBSD)等概念的提出和广为接受，使这种方法作为实现DBSD和PBSD的重要工具，得到了重视和发展。

这种方法本身主要包含两方面的内容：计算结构的能力曲线(静力弹塑性分析)、计算结构的目标位移及结果的评价。

第一方面内容的中心问题是静力弹塑性分析中采用的结构模型和加载方式；第二方面内容的中心问题则是如何确定结构在预定地震水平下的反应，目前可分为以ATC-40为代表的CSM和以FEMA356为代表的NSP（Nonlinear Static Procedure，非线性静力方法)，CSM的表现形式是对弹性反应谱进行修正，而NSP则直接利用各种系数对弹性反应谱的计算位移值进行调整。

SAP2000

SAP2000培训讲义北京金土木软件技术有限公司Civil King Software Technology Co., Ltd.世界领先的结构工程分析与设计软件SAP2000中国建筑标准设计研究院北京金土木软件技术有限公司战略伙伴Structure Analysis Program• CSI软件开发已有30多年的历史，研究始于工程计算领域的权威，加州大学Berkeley分校的Edward L. Wilson教授。

Wilson教授率先开发了针对结构分析的计算方法和实用的 SAP程序。

• CSI公司在土木工程分析与设计工具软件的开发领域中被认为是全球领导者和创新者，CSI授权给美国和一百多个国家的数以千计的结构工程公司使用CSI的产品。

北京金土木软件技术有限公司Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.全球超过100个国家和地区销售CSI产品全球超过100个国家和地区销售CSI产品北京金土木软件技术有限公司Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.第 1 页SAP2000培训讲义中国建筑标准设计研究院、北京金土木软件技术有限公司与 CSI公司结为战略合作伙伴，共同开发CSI产品中文版本。

中文版中文版• SAP2000中文版使用指南 • ETABS中文版使用指南 • 结构静力与动力分析 • CSI分析参考手册其它：联机帮助、教学演示录像…… • 结构动力学北京金土木软件技术有限公司Beijing Civil King Software Technology Co., Ltd.技术资料ETABS中文版和SAP2000中文版分别于2003年 10月和2005年11月通过建设部鉴定。

鉴定委员会一致认为：ETABS、SAP2000中文版软件达到了国内同类产品的领先水平，其中计算分析技术处于国际领先水平。

SAP2000建模与分析(二)

SAP2000建模与分析（二）中南大学铁道学院cscsu2010五：定义工况：5.1：定义地震荷载底部剪力法定义---荷载工况添加新荷载-----点击“修改荷载”底部剪力法，一种工况只对应一个方向的地震力，于是要定义另一个方向的地震力2012-7-3 qq：17992000265.2：定义风荷载：定义---荷载工况点击“修改侧向荷载”，风荷载有两种方法可以添加，当结构比较规则且定义了刚性隔板时，选择“风力作用面来自刚性隔板范围”，当结构不规则且没有定义刚性隔板时，选择“风力作用面来自面对象”---既要定义X向风荷载，也要定义Y向风荷载。

选择迎风面上的所有面对像，打开面的局部坐标轴来判定局部坐标轴与风向的关系---点击---局部坐标---应用到所有窗口指定---面荷载---风荷载体形系数（壳）---若坐标轴与风向相反，则体形系数要填写负值。

切换到背风面，选中背风面的所有对象，指定体形系数指定---面荷载---风荷载体形系数（壳）5.3：定义反应谱分析工况定义---函数---反应谱----选择中国规范的反应谱---点击添加新函数也可以点击：转换为用户定义的----填写新的地震影响系数后，点击“修改”定义---分析工况---添加新工况----选择分析工况类型在定义了反应谱工况后，荷载将自动施加在结构上，而不需要人工指定，并且反应谱工况将自动参与荷载组合。

5.4：温度荷载：定义---节点样式指定---节点样式，选择上面建立的节点样式温度荷载=温度线膨胀系数*温度改变值----选中温度线对象来施加温度荷载：选择----框架/索/钢束荷载---参考温度温度改变=单元加载温度-单元参考温度：选择----框架/索/钢束荷载---温度给面对象施加温度荷载：指定---面荷载---温度（所有），可以通过单元施加，也可以通过节点样式施加六：定义分析工况：6.1：定义分析工况概述定义---分析工况---弹出已定义的分析工况菜单，并可以对其修改，也可以添加新的分析工况。

sap2000线性和非线性

sap2000线性和非线性sap线性与非线性的比较从某种角度来讲，索的非线性问题计算结果不收敛，就等于劳而无获。

所以一定要将结果在保证精度下，调为收敛。

从荷载作用方式角度，非线性问题分为静力非线性和动力非线性。

静力非线性收敛问题初始条件（Initial Condition）：初始条件选为零，这就意味着索初始应力为零，索很柔。

这种情况下，在此基础之上的工况分析，就很难收敛；如果给索一点初应力（施加应变或降低温度），使索具有一定的初始刚度，再以此应力为初始条件进行工况分析，计算速度就大有提高。

但是会与零初始条件计算结果有一定差别，这需要变动初应力和工况荷载进行反复试算。

荷载的施加(Load Application) ：这里只讨论载控制（程序默认），在这种情况下,注意节点监测位移（monitored displacement）(迭代过程中，对此节点位移容差进行判断)可以自己选择；如果在水平荷载作用下，选择结构顶点和离地面较低点，一般前者收敛速度会慢（带有索的的结构会明显感觉到这一点），如果将监测位移的节点选择在索上，那就更慢（此时，因为有索，一般把P-delta+大变形打开；在竖向荷载下，只要不选择为索的节点，差别不大。

非线性参数（Nonlinear Parameters）：（1）几何非线性参数。

这个就是按照“无”、“P-delta”和“P-delta+大变形”顺序收敛速度减慢，有索的结构体系也应该选择“P-delta+大变形”。

（2）求解控制参数。

如果默认参数情况下，不能够收敛，先不要改变收敛容差，先将最大总步、最大空步和每步最大迭代次数加大，一般情况下，都可以得到收敛的结果；否则，改变收敛容差，一般不小于5.0E-3。

动力非线性直接积分法收敛问题SAP2000动力分析方法有四种：（1）线性振型叠加法，是大多数教材里讲到的振型叠加法，它只适用于线性结构。

（2）非线性振型叠加法，针对于结构中加有非线性单元(粘弹、粘滞、摩擦、阻尼单元、隔震支座)的一种快速非线性解法（FNA），它适用于结构本身必须是线性的，非线性单元里的刚度可以为非线性（例如：考虑屈服刚度的隔震支座）的结构体系。

SAP2000非线性时称的一些知识

SAP2000非线性时称的一些知识时间:2009-02-25 00:00来源:/s/blog 作者:admin 点击: 5437次好像只能考虑NLLINK的非线性，而绝不是材料非线性。

3。

在模态非线性时程分析里，但是由于hinge单元没有滞回模型，在反向加载的过程中给出的力－位移曲线是错误的，检查一下正向屈服荷载（负值）和反相屈服荷载（正值）就可以看到，这是完全错误的。

在Sap的li整理一些和论文相关的知识，希望能对论文进度有提高！中华钢结构论坛上一些人的帖子，整理一下：一、主要是非线性方面的参数设置一些问题：1。

在非线性时程分析中，好像只能考虑NLLINK的非线性，其余单元都只是线性；2。

在pushover中定义的塑性铰也不能用于非线性时程分析。

（有争议）1.可以用只拉的cable单元模拟索单元，误差不大。

至于悬垂效应，可以参看midas的手册，其中的cable单元是考虑了索的悬垂效应的，刚度矩阵不同。

2。

P-delta是几何非线性，它主要用来解决刚度硬化和二阶效应的问题，而绝不是材料非线性。

3。

在模态非线性时程分析里，只有NLLink单元起作用。

在直接积分非线性时程分析里，NLLINk单元和Hinge单元都起作用。

4。

Hinge可不可以用来作弹塑性时程分析？如第3条里所说，hinge在直接积分时程分析里起作用，但是由于hinge单元没有滞回模型，在反向加载的过程中给出的力－位移曲线是错误的，所以应该不可以用来作弹塑性时程分析，虽然在弹塑性时程分析里，它也能给出结果，但是错误的，可以参看下面的例子，检查一下正向屈服荷载（负值）和反相屈服荷载（正值）就可以看到，反相屈服荷载反而要大于正向屈服荷载，这是完全错误的。

在Sap的link中有一种link叫plastic，它给出了理想的滞回模型，比较符合钢结构的弹塑性性能，可以用它来模拟。

sap2000v9.1.6以下的版本不能做结构的弹塑性动力时程响应分析，其塑性铰的定义仅针对pushover非线性分析的！对非线性动力时程分析无效！sap2000v9.1.6版本及其以上新增了fiber-hinger的定义，可以进行钢筋混凝土构件的塑性铰定义与设计，而钢结构的构件需要进行设计类型的修改才可行！对结构构件定义纤维模型的塑性铰之后，即可利用逐步积分法进行非线性弹塑性时程响应分析，不可以用非线性振型分解法求解！计算时间很长，并且需要很小的时间步长保证其收敛性与稳定性！推荐采用HHT法，alpha取-1.0或者利用wilson-thita法，thita取1.4。

SAP2000：Pushover工况的定义

SAP2000：Pushover工况的定义点击定义>分析工况命令，选择分析工况类型为Static、分析类型为非线性。

如下图所示。

1．荷载施加控制Pushover 分析一般需要多个分析工况。

一个典型的Pushover 分析可能由3个工况构成：第一个将施加重力荷载给结构，第二个和第三个可施加不同的横向荷载。

Pushover 工况可以从零初始条件开始，或从前一个Pushover工况结束处的结果开始。

例如，重力工况从零初始条件开始，而两个横向工况的每一个从重力工况的结束处开始。

因为Pushover分析是非线性的，所以将其分析结果和其它线性或非线性分析叠加是不合理的。

当按规范要求比较Pushover 的结果时，需要在Pushover工况内施加所有适当的设计荷载组合。

这可能需要多种不同的Pushover工况来考虑所有规范规定的设计规范荷载组合。

当进行Pushover 分析时，必须在结构上施加代表惯性力的分布静荷载。

一般地，将荷载定义为下面一个或多个的比例组合：1）自定义的静荷载工况或组合。

2）作用于任意的整体X、Y、Z方向的均匀加速度。

在每一节点的力和分配给节点的质量成比例，且作用在指定的方向。

3）从指定特征类型或RITZ类型振型的振型荷载。

在每一节点的力和振型位移，振型角频率平方，及分配给节点的质量成比例。

力作用于振型位移方向。

对其他类型的分布形式，可以定义OTHER类型的静力荷载工况，分布为侧向分布的均匀或倒三角形分布，然后使用此静力荷载工况作为侧向荷载的分布。

比例系数在位移控制情况下只表示相对比例，不代表荷载的绝对数值。

2．分析控制参数点击对应施加荷载、结果保存、非线性参数对应的修改/显示按钮可以对Pushover 分析的其他控制参数进行设置。

在Pushover分析中，荷载与指定的荷载样式成比例的施加给结构。

指定荷载样式的初始乘数为零。

随着Pushover 分析的进行，此乘数逐步增加，直至到达指定的Pushover 结尾，或在某些情况直至结构不能承受附加的荷载。

sap2000知识

sap2000默认杆件间刚接？RESTRAINT是指我们常说的支座约束条件和边界条件；CONSTRAINT是指节点情况，或者说是不同单元间的相互约束，如节点刚接、铰接等等。

SAP2000中隐含为每个节点刚接，如要设成铰接要用此菜单释放各个方向的弯矩。

简单的说，restrain是节点约束情况的意思，比如：铰结，刚结等等。

而constrain 是表示节点间相互关系，也可以理解为主从关系，比如：保持在同一平面内变形，保持在某一方向上位移一致等等。

在空间框架分析中，如何考虑楼板的作用？如果你想考虑刚性楼板作用的话，SAP2000中有一种“刚片约束”（diaphram constraint）最适合。

如果想考虑弹性楼板作用的话，只有用SHELL或PLATE单元模拟楼板，这样还可以自动传递板上的荷载，只不过模型复杂很多E文高手帮忙[精华]Section Cuts... 截面剖切（用于给出该截面合力）Draw Developed Elevation Definition... （可以转弯的结构立面图，亦可作广义截面）Rigid Diaphragm... （平面内刚度无限大楼板）Floor-Type Area Object Options... （楼板类别，用于倒竖向荷载）Integrated Strip Forces... （综合板带内力）View/Revise Overwrites... （显示/修改设计参数）Make Auto Select Section Null... （建立自动设计设计截面库，用于钢结构）Reset All Steel Overwrites... （重置钢结构设计参数）Overwrite Frame Design Procedure... （重置杆件设计布骤）Overwrite Wall Design Procedure... （重置剪力墙设计布骤）Show Bounding Plane （显示工作平面)Show Crosshairs （显示十字丝）大家在用ANSYS和SAP2Y时用什么单元模拟剪力墙？＊墙单元可以被夹在两立柱中间。

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。

论SAP2000程序中提供了强大的分析功能(doc 7页)

论SAP2000程序中提供了强大的分析功能(doc 7页)SAP2000程序中提供了强大的分析功能，不仅囊括了土木工程领域几乎所有的分析类型：静力分析、动力分析、模态分析、反应谱分析等，最近还发展了在机械行业常用的频域分析，如稳态分析及PS D分析。

工程师需要做的是将实际结构简化为合理的计算模型。

对于非线性分析，选择不同的求解器、控制方法或者分析参数，计算结果会明显不同，因此工程师需要对非线性分析过程有一定的了解，并应具备一定的数值计算知识。

下面主要剖析土木工程行业常用的分析工况，并针对工程师遇到的常见问题做必要的解释说明。

1 线性分析与非线性分析在SAP2000中，静力分析与时程分析工况均可根据需要设定为线性或者是非线性分析。

两者的区别见表1。

线性分析与非线性分析的区别表1非线性可能有以下几种情况：1）P-Δ（大应力）效应：当结构中有较大应力（或内力）时，即使变形很小，以初始的和变形后的几何形态写的平衡方程的差别可能很大；2）大变形效应：当结构经Pushover分析之前先要进行重力荷载的非线性分析，荷载大小一般取为重力荷载代表值，由于荷载大小已知，故采用荷载控制方法。

定义Pushover分析工况时，初始条件选择来自重力非线性工况。

侧向加载模式会直接影响Pushover的结果。

建议先进行模态分析，此处最好采用Ritz方法，激活与Pushover方向相同的荷载向量。

查看质量参与数据，如果第一模态质量参与系数相对较大，则Pushover的侧向加载模式可以采用第一模态的方式；如果第一模态质量参与系数不明显，可先采用振型分解反应谱方法计算地震作用，利用截面切割得到各楼层的剪力，将剪力的比例关系作为一个侧向荷载工况添加到侧向加载模式中。

当然利用反应谱计算的方法只适合具有明显楼层含义的建筑结构，对于错层结构或一些工业结构，此种施加方法过于复杂。

第二阶段主要输入地震水平，确定初始的结构阻尼比及结构类型。

在Pushover分析中如果包含非线性单元，则其刚度值依据等效线性刚度、阻尼值依据等效线性阻尼系数。

[讲解]SAP2000建模和分析过程

SAP2000建模和分析过程在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下1.轴网：a：文件---新模型---轴网。

笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形。

添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐标，可以通过屏幕右下方的选择区切换。

b:文件---导入：CAD文件、EXCEL等。

注：cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs 中X、Y、Z、轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向），也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad 中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。

c:程序自带的已定义属性的三维“框架”。

1.1：修改轴网：转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改。

编辑数据---修改显示系统----粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统修改z轴坐标，构件会随着轴网一起移动。

.2．定义材料：定义---材料（有快速添加材料和添加新材料）。

快速添加材料是程序已经定义好了的，可以定义钢和混凝土，当“快速添加材料”中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料”中定义。

3.定义截面:框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等。

面截面：Shell（壳）、plane（平面）、Asolid（轴对称实体）Shell: 膜（仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用）；壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元,当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形）板(仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁)4:绘制模型：一般是定义好某种截面后再绘制该截面。

sap2000使用解析

sap2000使用解析SAP2000分析工况的问题关于分析工况的问题sap中有荷载组合还有分析工况，请问这两项都是什么意思，有什么关系嘛？2005-07-28答：（a）荷载组合分析的时候是不可选的，而分析工况是可选的可以这样理解LL1＋LL2＋LL3的荷载组合是分别做（单个CASE）LL1、LL2、LL3的分析后，线型叠加的。

而LL1＋LL2＋LL3的分析工况，是计算的时候一起计算的。

如果结构中有非线性单元，在单个工况下，为不稳定结构，最好用分析工况组合。

比如有土的受压弹簧的模型，在单独水浮力工况下是不稳定的，不能计算，就要在分析工况中设置水浮力工况不单独分析，同时增加需要的分析工况组合ericssdi（b）1、荷载工况是指定荷载如何施加给结构（如动力和静力）和如何进行分析（如线性与非线性），可以说是针对结构的荷载情况；2、分析工况也是指定荷载如何施加给结构，可用于将荷载工况组合成一个或几个分析工况进行分析，分析工况不产生结构响应，可以说是针对荷载工况的施加方式；3、要得到荷载工况产生的结构响应，必须定义分析工况包含荷载工况；4、工况组合是针对设计组合或者考虑多种荷载工况共同作用下的结构响应，可将不同分析工况的结果按各种方式进行组合，如1.2恒+1.4活；其实对于给定荷载的结构，可根据荷载工况、分析工况和组合任意进行搭配得到最后分析结果，这也是SAP功能强大的体现。

sap2000中线单元局部坐标轴1、局部坐标系在sap2000中点、线、面等单元都有局部坐标系，且用了三种颜色（红、蓝、白）来表示其局部坐标。

但我不明白这三种颜色究竟谁代表了axial 1、axial 2、axial 3？答：（a）红色----1轴、白色----2轴、蓝色----3轴。

（b）局部坐标系的规定如下：1轴为轴向，从i点到j点。

当杆件为水平时，2轴的方向与整体坐标系的z轴正向一致；而当杆件为竖直时，2轴方向与整体坐标系X轴正向一致，3轴为右手螺旋规则，依据1、2轴而定。