SAP2000基本隔震分析
SAP2000下简单结构隔震设计
目录1 工程概况 (2)2.初步设计 (2)2.1是否采用隔震方案 (2)2.2确定隔震层的位置 (2)2.3 隔震支座的选型和布置 (3)3 中震下的时程分析 (3)3.1 地震作用下的层间剪力 (3)3.1.1 CHICHI-3660作用下的地震层间剪力 (3)3.1.2 NP-X2980作用下的层间剪力 (4)3.1.3 RH1-10011作用下的层间剪力 (4)3.1.4 水平减震系数的计算 (5)3.2地震作用下层间位移 (6)3.3 地震作用下的加速度 (7)3.3.1 CHICHI-3660作用下的结构加速度响应 (7)3.3.2 NP-X2980作用下的结构加速度响应 (7)3.3.3 RH1-1001作用下的结构加速度响应 (8)4 结论 (8)1 工程概况某中学教学楼，地上5层，每层高度皆为3m，总高15m，隔震支座设置于基础顶部。
上部结构为全现浇钢筋混凝土框架结构，楼盖为普通梁板体系。
设防烈度8度，设计基本加速度0.15g，场地类别Ⅱ类，地震分组第一组，不考虑近场影响。
根据现行《中小学建筑设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》相关规定对上部结构进行设计，其结构柱网布置如图1所示。
图 1 结构柱网布置2.初步设计2.1是否采用隔震方案（1）不隔震时，该建筑物的基本周期为0.45s，小于1.0s。
（2）该建筑物总高度为15m，层数5层，符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
（3）建筑场地为Ⅱ类场地，无液化。
（4）风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置隔震层设在基础顶部，铅芯橡胶隔震支座设置在受力较大的位置。
隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。
隔震层铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。
2.3 隔震支座的选型和布置隔震支座一般设置在柱底或剪力墙底部。
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和ETABS中隔震支座的模拟
近接触了个隔震工程，花了些时间研究下如何利用ETABS软件对隔震结构进行模拟。
由于此次选用的隔震支座全是普通叠层橡胶支座。
故此次利用ETABS软件自带的isolator1单元模拟时，只需设置isolator1单元的线性属性，即不勾选u2，u3的非线性对话框（非线性属性用来模拟铅锌叠层橡胶支座）。
isolator1中几个关键参数的确定，是模拟隔震结构正确与否的关键。
有效刚度：按照最新的建筑抗震规范，有效刚度选用隔震支座剪切变形100%时候的水平刚度。
即以下图片红色一栏有效阻尼：对于用作反应谱分析的单元和对于线性、周期性时程分析，代表总粘滞阻尼。
对于这类型分析，实际忽略了实际的非线性属性。
有效阻尼可用来代表由于非线性阻尼、塑性或摩擦产生的能量耗散。
有效阻尼参数的确定是比较复杂。
利用结构动力学知识，把结构看成单自由度模型。
具体方法如下：1 计算隔震层等效阻尼比2 计算隔震层刚度3 利用软件算出结构的质量m和第一阶振型频率Wn4 利用结构下列公式算出结构层总的阻尼c5 利用刚度分配原则，按照隔震支座的水平刚度大小将隔震层总的阻尼C 分配到各个隔震支座，即填入有效阻尼对话框。
以上便是隔震层的模拟。
疑问1：如果隔震层支座包含普通叠层橡胶支座和铅锌叠层橡胶支座的话，时程工况采用线性分析工况（此时分析只能考虑非线性单元的线性属性）那么此时线性有效阻尼用作代表总粘滞阻尼，即非线性阻尼的能量耗散，那么在求出隔震层总的阻尼c后，将总的阻尼c分配到各个隔震单元上时候，可以忽略普通叠层橡胶支座的有效阻尼的贡献，将总的阻尼根据铅锌支座的有效刚度分配？还是将总的阻尼根据刚度分配原则分配到铅锌和普通叠层橡胶支座上？疑问2 ：如果采用非线性时程分析，那么铅锌叠层橡胶支座就要考虑其非线性属性。
非线性时程分析将忽略隔震单元线性属性，由于非线性属性对话框中没有有效阻尼这一栏，将无法指定阻尼。
按照金土木的说法是在时程分析时候通过指定振型阻尼比。
SAP2000桥梁结构抗震性能评价——基于Pushover原理
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（ 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 ．
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式 中 ： 结 构 第 一 振 型 顶 点 振 幅 ；ｌ 结 构 第 一 振 型 Ｘｌ～ ａ一
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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。
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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
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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。
2013-11-27
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。
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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。
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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。
Байду номын сангаас
由于El波的最大加速度为341cm/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。
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，其时程曲线如图：