SAP2000基础隔震分析
③层间位移角 ④顶层加速度
➢ 结论
①采用隔震技术，能够大幅延长结构的自振周期，适当增 加结构的阻尼，使建筑物避开场地的特征周期，减少发生 共振的可能性。并且基本周期的延长使得结构地震作用从 反应谱的平台段转移到下降段，结构总地震作用得以有效 降低； ②隔震结构的加速度反应大大减小，同时使结构的位移集 中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小， 结构基本上处于弹性工作状态，从而使建筑物不产生破坏 和倒塌；而且遭遇地震时，建筑物中的人不会受地震波的 影响而减小不舒适的感觉； ③隔震结构大大减低了结构的基底剪力，从而大大减弱了 上部结构的地震作用，减少结构本身的抗震设防措施。
抗震框架
隔震框架
➢ 隔震支座选取
Lead—Rubber Bearing G4铅芯建筑隔震橡胶支座力学性能
Rubber isolator 单元参数设置
➢ 弹性动力时程分析
①地震波选取
本例分别对抗震框架和隔震框架进行Y向7度多遇地震弹性动力 时程分析，为简化分析过程，仅选取单条El波进行分析，El波时程的 时间间隔为0.01s，持续53.8s，其时程曲cm/s2，取调幅比例系数为1.026， 即341×10×0.1026=350mm/s2,即35gal，属7度多遇地震。
②时程工况定义
时程运动类型采用振型积分类型，分析类型采用线性，输出时段 数为500步，每步代表0.1s,即总分析时间为50s。
➢ 结构动力特性
①自振周期
SAP2000基础隔震结构抗震性能分析
➢ 模型概括
本例分别建立四层框架结构抗震模型和隔震结构减震模型如下图，结构层 高为3m，跨度均为3m。框架柱截面为500mm×500mm，框架梁尺寸均 为200×500mm，钢筋混凝土板厚120mm，混凝土强度等级均为C30。板 面活载均为2.0KN/m2,填充墙荷载等效为梁上均布线荷载4.5KN/m。质量 源来源于荷载按1.0活载+0.5活载计算。
SAP2000自动地震作用工况测试
SAP2000自动地震作用工况测试傅康—2014年7月前不久对SAP2000的自动风荷载工况做了测试，验证了自动风荷载工况计算结果的准确性，现继续测试SAP2000自动地震作用工况。
SAP2000自动地震作用工况实际上就是底部剪力法，除了此方法，还可以定义反应谱工况计算地震作用，与《抗震规范》相对应。
《抗震规范》规定高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和高度均匀分布较均匀的结构可采用底部剪力发。
根据规范的要求，选取的测试对象是一个三层的钢框架，X向的跨度为6m，Y向的跨度为8m，两个方向均为两跨，层高为4m。
梁的截面尺寸为H400*300*10*16mm，主的截面尺寸为500*300*12*20mm，，材料为Q235，SAP2000模型见下图。
自动地震荷载工况需要定义的参数如下。
荷载方向指的是地震作用的方向，一般X、Y 向是水平地震作用，Z向是竖向地震作用，与模型建立的方向有关。
偏心率是每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值，用来考虑实际楼层的质心与模型定义的质心不重合而引起的扭矩，此选项仅在定义了刚性层时有效，一般取值为0.05。
地震系数框里面的参数值与《抗震规范》定义的相同，按规范取值。
此例的参数取值见下图。
在分析之前，还需要定义质量源。
SAP中的DEAD荷载模式的自重乘数是1.0，即自动计算结构构件的自重。
由于结构构件的自重与构件的密度和体积有关，在验证手算时相当麻烦，所以定义质量源时不加入DEAD模式荷载，而引入SD模式荷载，以附加恒载的形式考虑结构楼层的重量。
此例中未考虑楼板的作用，仅框架作为受理构件，但为了将楼面的荷载导算至周边的框架，在各楼层均建立虚面（厚度为0），在虚面上施加“均匀导荷至框架”形式的面荷载，将荷载导荷至框架。
在SD模式荷载中施加5kN/m2的面荷载，在LIVE中施加10kN/m2的面荷载，荷载模式的种类和定义的质量源如下图。
运行分析后，得到结构的模态如下。
SAP2000自动地震作用工况下的地震作用力分布。
地铁车站主体结构基于SAP2000的抗震静力分析
第43卷第5期 山西建筑Vol.43No.52 0 1 7 年 2 月SHANXI ARCHITECTURE Feb.2017 • 35 •文章编号：1009-6825 (2017)05-0035-02地铁车站主体结构基于SAP2000的抗震静力分析+杨青潮张爱萍(山东交通职业学院公路与建筑学院，山东潍坊261206)摘要:结合某地铁车站的结构特点与工程地质条件,并采用SAP2000软件，对该地铁车站进行了抗震静力与水反工况静力分析, 探讨了该车站主体结构的内力与变形情况，为车站结构的抗震设计提供了依据。
关键词:地铁车站，主体结构，静力分析，层间位移中图分类号:TU311.1 文献标识码:A〇引言目前随着城市不断的发展,人口也呈现逐年增加的趋势，城 镇化的发展更增加了人口流动速率，人员出行和物资交流更加频 繁，交通需求急剧增长，使得原本就紧张的道路更加拥挤，车辆更 加堵塞、交通秩序混乱，城市交通供需矛盾日趋紧张。
随着社会 的高速发展，运量需求不断增长，地面交通已经满足不了人们的 需求。
我们急需一种新的交通方式来缓解城市交通的压力，而既 能为城市居民提供便捷、安全、舒适的交通环境，又能缓解交通压 力的唯一途径就是发展地铁公共交通体系[1]。
由于地铁建设为 百年大计，所以对地铁结构的建设要求很高，我国是地震多发区，地铁主体结构满足抗震的要求是十分重要的。
1工程实例分析地铁车站是地铁建设的主要控制点，是保证地铁建设能否顺 利完成的关键因素。
根据国家有关工程建设、防震减灾的法律法 规并实行以预防为主的方针，对城市地下轨道交通工程进行抗震 设计。
根据GB50011—2010建筑抗震设计规范，提出了对建筑抗 震的三个水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响 时，主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用（小震不坏）；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生 损坏，但经一般性修理仍可继续使用（中震可修）；当遭受高于本 地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命 的严重破坏(大震不倒）[2]。
基于SAP2000的轻钢加层结构的抗震性能分析_刘昱
[文章编号] 1002-8412(2008)06-0100-05基于SAP2000的轻钢加层结构的抗震性能分析刘 昱1,高小旺2,张 涛3(11北京工业大学,北京100124;21北京三茂建筑工程检测鉴定有限公司,北京100873;31北京建工建筑设计研究院,北京100044)[摘 要] 采用轻钢结构加层后,结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等均发生了较大的变化,仅对加层部分结构进行计算分析是不安全的,应进行结构的整体分析。
本文采用有限元软件SAP2000,结合具体工程对钢筋混凝土框架结构直接采用轻钢结构加层建立了三维有限元模型,对4层、5层、6层钢筋混凝土框架分别加一层、两层轻钢结构的抗震性能进行了模态分析和反应谱分析,得到了该类结构的地震反应特点,为加层结构的抗震设计提供了一些理论参考。
[关键词] 轻钢加层;SAP2000;抗震性能;反应谱法[中图分类号] TU35211+1 [文献标识码] AAnalysis of Seismic Performance of the Storey -adding Structures of Light -weight Steel Based on SAP 2000Liu Yu 1,Gao Xiao -wang 2,Zhang Tao 3(1.Bei j ing University o f Technology ,Bei j ing 100124,China ; 2.Bei j ing Sanmao T est &Appraiser of Construction Enginee rin g Co .,Ltd .,Bei j ing 100873,China ; 3.Beijing Building En gineering of Architectural Design ,Beijin g 100044,China )Abstract :Significant di fferences occur in the mass,stiffness,period and damping ratio after adding ligh-t weight steel storeys on the top of the original building.It i s necessary to analyze the integral s tructure due to the unreliabili ty of calculating the adding storeys independen tly.In this paper,a three -dimensional adding steel storeys on top of the reinforced concrete frame s tructure is made by finite element analysis software SAP2000.The seismic performance includes adding one or two storeys ligh-t wei ght steel frame on four -storey,five -storey,and six -storey by using modal analysis method and response spectrum method is analyzed.In addition,i t got the seismic response features about storey -adding of ligh -t weight steel structure,and it offers theoretical reference on the seismic design of addi ng storey.Keywords :ligh -t weight steel addin g storey;SAP2000;seismic performance;response spectrum method[收稿日期] 2008-07-151 引言随着我国经济建设的迅速发展,致使城市人口日益增长,城市用地日趋紧张。
基于位移加载的地震时程分析在SAP2000中实现
u ps
=
−
K
−1 ss
K
sb
u
b
= Tub [5]，那么（3）式就可以转换为：
M ssu&&i + Cssu&i + K ssui = −M ssTu&&b − CssTu&b
（5）
由式（5），加速度输入激励模型和位移输入激励模型的差别在于位移输入模型多了项阻
尼力 − CssTu&b 。一般来说工程计算上多用瑞利阻尼来表示 Css ，即 Css = αM ss + βK ss ，则：
Abstract an additional damping force in the seismic analysis using displcement loading model was theoritically studied, which will cause unreasonable seismic forces during SAP2000 program calculation, and then an effective measure is adopted to solve this problem. In addition, it is reminded that Modes Superposition Method is not suitable for seismic analysis using displcement loading. Keywords displcement loading model; damping force; multiple support excitation; time history seismic analysis; SAP2000
基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计
基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计一、绪论A. 研究背景和意义B. 相关研究现状和进展C. 研究目的和内容二、理论基础A. SAP2000软件介绍B. 空间错层结构原理C. 抗震设计理论三、建模和分析A. 结构建模和参数设置B. 荷载分析和组合C. 动力分析和地震响应谱四、设计优化和分析A. 设计优化方法和原理B. 设计参数分析和结果比较C. 结构性能评估和优化方案五、结论与展望A. 研究成果总结B. 不足之处和未来研究方向C. 实际应用和推广建议一、绪论A. 研究背景和意义地震是一种破坏力极强的自然灾害。
在过去的几十年中，全球各地都发生过多次重大的地震灾害，给人们的生命、财产和社会经济带来了严重的损失。
为了尽可能减少地震对建筑物的破坏，抗震设计成为了建筑工程领域的重要议题之一。
在这种情况下，正确地模拟和分析地震对建筑物的影响，以便正确地设计建筑物成为了非常重要的问题。
B. 相关研究现状和进展近年来，计算机技术和建筑工程技术的发展为建筑结构的分析和设计提供了更加先进和高效的工具和方法。
特别是有限元法和计算机仿真技术，成为现代建筑工程领域的重要工具。
其中，SAP2000是一个非常知名的有限元分析软件，广泛应用于各种类型的建筑结构分析和设计中。
空间错层结构是一种较为常见的建筑结构形式，它可以显著地提高建筑物的空间利用效率和设计灵活性。
因此，通过SAP2000软件对空间错层结构进行抗震分析和设计，可以更加准确地评估地震对建筑物的影响和结构的抗震性能，为抗震设计提供更好的参考。
C. 研究目的和内容本论文旨在使用SAP2000软件对一种具有空间错层结构的建筑进行抗震分析和设计，并优化其结构参数，以提高结构的抗震性能。
具体内容包括：建筑模型创建和参数设置、荷载分析和组合方式、地震动分析、设计优化和分析方法、结构性能评估和优化方案等。
通过分析和总结实验结果及其应用价值, 为未来的建筑抗震设计提供一定的参考。
SAP2000桥梁结构抗震性能评价
SAP2000桥梁结构抗震性能评价介绍了SAP2000程序中的Pushover方法的基本原理和方法，阐述了利用SAP2000程序进行桥梁结构Pushover分析的计算步骤，结合桥梁破损极限状态的定量准则进行桥梁抗震性能评价，并给出了一个应用实例。
结果表明，SAP2000程序可以较方便地实现桥梁结构的Pushover分析，并且可以对一般桥梁结构的抗震性能做出合理的评价。
标签：Pushover分析；桥梁；抗震性能；SAP20001 Pushover方法的基本理论1.1 基本原理SAP2000程序提供的Pushover分析方法，主要基于两本手册，一本是由美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》（ATC-40），另一本是由美国联邦紧急管理厅出版的《房屋抗震加固指南》（FEMA273/274）。
混凝土塑性铰本构关系和性能指标来自于ATC-40，钢结构塑性铰本构关系和性能指标来自于FEMA273/274，而Pushover方法的主干部分，即分析部分采用的是能力谱法，来自于ATC-40。
其主要步骤如下：（1）用单调增加水平荷载作用下的静力非线性分析，计算结构的基底剪力-顶点位移曲线；（2）建立能力谱曲线和需求谱曲线；（3）性能点的确定；（4）结果分析和性能评价。
1.2 能力谱和需求谱的建立Pushover分析最终要形成结构的能力谱曲线和需求谱曲线，并确定两曲线的交点，能力谱曲线由Pushover分析得到，需求谱曲线由反应谱转换得到。
能力谱由结构的荷载-位移曲线转换得来，见图1，具体转换过程如下：结构的荷载-位移曲线上任一点坐标设为（V t，△r）；能力谱曲线上任一点的坐标设为（S ai,S式中：r m-结构的第m振型的振型参与系数；m i-结构的第i层的质量；im-结构的第m振型在第i层的振幅；N-结构的层数。
需求谱曲线分为弹性和弹塑性两种需求谱。
对弹性需求谱，可以通过将典型（阻尼比为5%）加速度S a反应谱与位移S d反应谱画在同一坐标系上，根据弹性单自由度体系在地震作用下的运动方程可知S a和S d之间存在下面的关系：对弹塑性结构的AD格式的需求谱的求法，一般是在典型弹性需求谱的基础上，通过考虑等效阻尼比ξe或延性比μ两种方法得到折减的弹塑性需求谱。
SAP2000桥梁结构抗震性能评价——基于Pushover原理
系： 一Ｔ Ｓ Ｓ 素 ａ ２ａ
（ ３ ）
抗 震 评 估 和 修 复 》 Ａ 一 ４ ） 另 一 本 是 由 美 国 联 邦 紧 急 管 （ Ｔｃ ０ ， 理 厅 出版 的《 屋 抗 震 加 固 指 南 》Ｆ Ｍ Ａ ７ ／ ７ ） 房 （Ｅ ２ ３ ２ ４ 。混 凝 土
对 弹 塑 性 结 构 的 Ａ 格 式 的 需 求 谱 的求 法 ， 般 是 在 典 Ｄ 一 型弹性 需求谱 的基础 上 ， 过考 虑等效 阻 尼 比 ∈ 通 或 延 性 比
１ １ 基 本 原 理 ．
位移 ｓ ｄ反 应 谱 画 在 同一 坐 标 系 上 ， 据 弹 性 单 自 由 度 体 系 根 在地 震作用 下的运动 方程可 知 ｓ 和 ｓ ｄ之 间 存 在 下 面 的 关
Ｓ ２０ ＡＰ ０ ０程 序 提 供 的 Ｐ ｓ ｏ ｅ 分 析 方 法 ， 要 基 于 两 ｕｈ ｖｒ 主 本 手 册 ， 本 是 由 美 国应 用 技 术 委 员 会 编 制 的 《 凝 土 建 筑 一 混
。 一
ａｙ
—
—
—
、 ，． ， 、 ｒ
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在如下转换关系： ｓｉ ＝
ａｌ
；ｄ Ｓｌ ＝等
Ｊｌ Ａ ｌｒ
（） １
式 中 ： 结 构 第 一 振 型 顶 点 振 幅 ；ｌ 结 构 第 一 振 型 Ｘｌ～ ａ一
圈 ２ 反 应 谱 折 减 的 阻 尼转 换 图 ３ 能 力谱 与 需 求 谱 为 确 定 ｅ ， 要 首 先 假 定 ａ 、 有 了 ｅ 需 ｐｄ ， 后 ， 过 对 弹性 通
两 种方法得 到折减 的弹 塑性需求 谱 。Ａ 一４ Ｔｃ Ｏ采 用 的 是 塑 性 铰 本 构 关 系 和 性 能 指 标 来 自于 ＡＴ ｃ一 ４ ， 结 构 塑 性 Ｏ钢 考 虑 等效 阻 尼 比 ∈ 。的 方 法 。在 图 ２中 ， 为 等 效 单 自 由度 ｄ 铰 本 构 关 系 和 性 能 指 标 来 自 于 Ｆ ＭＡ２ ３ ２ ４ 而 Ｐ ｓ ｏ ｅ Ｅ ７ ／７ ， ｕｈｖｒ ＡＴ Ｏ中 等 效 阻 尼 比 ∈ 由最 大 位 移 反 方 法 的 主 干 部 分 ， 分 析 部 分 采 用 的 是 能 力 谱 法 ， 自 于 体 系 的 最 大 位 移 ， Ｃ一 ４ 即 来 应的 一个周期 内的滞 回耗能来 确定 ， 下式计 算 ： 按 Ａ Ｔ Ｃ一 ４ Ｏ。
基于SAP2000的钢结构减震性能分析
基于SAP2000的钢结构减震性能分析何晓寒摘要：为了研究钢框架结构在增设屈曲约束支撑后的减震性能，本文以某高烈度地区钢框架结构为研究对象，并通过有限元软件SAP2000，分别对纯钢框架结构和加屈曲约束支撑的减震结构进行了模拟，并按规范要求选取了三条地震波，对其进行了动力特性分析以及动力响应分析。
在动力特性分析中，通过对比两种结构的前三阶主振型，确定其平扭属性，发现其都满足规范要求，但增设屈曲约束支撑后，减震结构的抗侧刚度明显提高。
在动力响应分析中，分别用反应谱法以及非线性时程分析法求解了两种结构的层间位移和层间位移角，发现加屈曲约束支撑的减震结构的层间位移角与层间位移都明显小于纯钢框架结构，减震效果明显。
关键词：减震;屈曲约束支撑;钢结构：TU352.11 ：A：1003-5168（2021）21-0049-03Analysis of the Shock Absorption Performance of Steel Structure Based on SAP2000HE Xiaohan（School of Civil Engineering and Communication， North China University of Water Resources and Electric Power， Zhengzhou Henan 450045）Abstract： In order to study the shock absorption performance ofsteel frame structure with buckling restrained brace. In this paper，the steel frame structure in a high seismic intensity area is taken as the research object. Through the finite element software SAP2000，the pure steel frame structure and the damping structure with buckling restrained brace were simulated， and three seismic waves are selected according to the requirements of the code， the dynamic characteristic analysis and dynamic response analysis are carried out. In the analysis of dynamic characteristics， by comparing the first three main modal of the two structures， the flat torsionproperties are determined， and it is found that both of them meet the requirements of the code， but the lateral stiffness of the damping structure is significantly improved after adding buckling restrained brace. In the dynamic response analysis， the inter-story displacement and inter-story displacement angles of the twostructures respectively solved by response spectrum method and non-linear time history analysis method. Meanwhile， it found that the inter-story displacement angle and inter-story displacement of the damping structure with buckling restraint brace are significantly smaller than that of the pure steel frame structure， and the damping effect is obvious.Keywords： shock absorption; buckling restrained brace; steel frame structure隨着社会经济的快速发展，我国人口越来越多。
SAP2000建筑结构基础隔震
结构抗震十分有利。其次，采用基础隔震装置吸收地震能量，隔离地 震对上部结构的影响，可以使上部结构在强烈地震时只产生很小的振 动。 (2)施工方便快捷。采用基础隔震可在现场进行安装，可以极大缩短工 期，而且容易控制质量。
13
定义质量源（活荷载转化质量时进行折减，折减系数为0.5)
2013-11-27
加填充墙后的模型
14
2013-11-27
定义组及截面切割（在SAP2000不能直接输出层间剪力，可 通过此种方法输出层间剪力）
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加墙体后，结构的自振周期为0.325s符合设 计周期，在此模型的基础上进行隔震。
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SAP2000基础隔震 分析过程
隔震原理: 将整个建筑物或局部楼层建在隔震支座或 隔震基础上,隔离或减轻地震能量向上部传 递，从而达到减轻结构地震作用的反应， 提高建筑结构的抗震可靠性。
1
隔震的特点： 减轻反应； 确保安全； 降低造价； 快速修复。
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进行点的合并，因在绘图过程中可能有重复点，或把分散点合并成一点。
每根柱底加固定支座。
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2013-11-27
绘制楼板，楼板采用平面内外均受力的板。多边形楼板利用虚梁划成
。 四边形楼，避免运行出现警告 面进行自动生成边线限制
先进行模态分析,检查模型是否有错。
12
通过隔震，结构的层间剪力大大减小，罕遇地震尤为明显。从而达到 提高结构的抗震设防目标。
隔震后，每层最大绝对加速度明显减少，并且上部绝对加速度基本相 同，从而使相对加速度较小，减小的惯性力的作用。
【筑信达】SAP2000案例教程——隔震
隔震结构—15
SAP2000 案例教程
图 4-1 提取支座面压
参考文献
[1] GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010. [2] 李爱群.工程结构减振控制[M].北京:机械工业出版社,2007. [3] 周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社,1997. [4] 周锡元,闫维明,杨润林.建筑结构的隔震、减振和振动控制[J].建筑结构学报,2002,23(2):2-12. [5] 唐家祥.建筑隔震与消能减震设计[J].建筑科学,2002,18(1):21-44.
指定隔震单 元属性
根据初步的隔 震支座布置方 案指定隔震单 元属性
（选择需要指定属性的隔震单元）【连接】>【连接/ 支座】>【Link/Support Properties】，选择待指定 属性。
隔震结构—8
工作内容
功能
布置支座 指定支座
SAP2000 案例教程
命令
（选中底部节点）【指定】>【节点】>【约束】，选 择六方向的约束。
确定隔震的预 期目标
布置隔震层