地震时程分析中重力荷载的考虑
ANSYS地震时程分析
在ANSYS里做地震分析时，需要对结构施加地震惯性荷载，地震惯性力是通过加速度的方式输入进结构的，然后与结构的质量一起形成动力计算时的惯性荷载，下面说一下在ANSYS 里施加地震惯性力的方法。
首先，将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里，如accexyz.txt，在这个数据文件里共放三列数据，每列为一个方向的地震加速度值，这里仅给出数据文件中前几行的数据：-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01-0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01-0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01-0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01-0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01-0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 .......................然后，再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点，如time.txt，在这个数据文件里仅一列数据，对应于加速度数据文件里每一行的时间点，这里给出数据文件中前几行数据：0.100000E-010.200000E-010.300000E-010.400000E-010.500000E-010.600000E-01.......................编写如下的命令流文件，并命名为acce.inp*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行*vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行*vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行(e16.6) !05行ACCEXYZ(0,1)=1 !06行ACCEXYZ(0,2)=2 !07行，同上ACCEXYZ(0,3)=3 !08行，同上finish/SOLUANTYPE,transbtime=0.01 !定义计算起始时间etime=15.00 !定义计算结束时间dtime=0.01 !定义计算时间步长*DO,itime,btime,etime,dtimetime,itimeAUTOTS,0NSUBST,1, , ,1KBC,1acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度SOLVE*ENDDO最后，在命令窗口里输入/input,acce,inp即可对结构进行地震动力分析。
关于近场地震影响的思考
关于近场地震影响的思考经过几年的云南结构人的不懈努力，隔震结构设计在各设计院都已经越来越熟悉。
从研究生毕业到现在笔者也一直在进行隔震结构设计，过程中笔者参与了住房和城乡建设部课题建筑隔震设计施工管理措施研究、省里的地方规程《建筑工程叠层橡胶隔震支座性能要求和检测规范》、《建筑工程叠层橡胶隔震支座施工及验收规范》、《隔震工程专用标识技术规程》等等。
但是在不断的学习和工作中仍然有不少的问题会突然间冒出来，下面这个是我在有一年的云南结构年会做的一个思考，但这么多年来这个问题一直困扰着我，我也在工作中一直不断寻求更加清晰的解决方法来指导自己的设计。
现在贴出来算是抛砖引玉，后面我会再把自己最近的想法做个阐述。
一、近场地震影响问题的提出采用隔震技术能明显提高结构的抗震性能，因此隔震结构在高烈度地区的应用越来越多。
昆明市东川区（设防烈度为9度，0.40g ）城区内的很多房地产、学校、医院等工程都采用了隔震技术，而东川区整个城区距离小江断裂带的距离几乎均在10km范围内。
国内外虽然对于近断层地震影响的研究还不够充分，但从震害及相关研究分析表明，其对结构抗震性能的影响不能忽略，尤其是对于长周期结构如隔震结构的影响很大。
我国规范、规程中对如何考虑近场影响的做了如下规定：(1)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.10.3 条建筑结构的抗震性能化设计应符合的要求，其中包括对处于发震断裂两侧10km以内的结构，地震动参数应计入近场影响，5km以内宜乘以增大系数 1.5,5km以外宜乘以不小于1.25的增大系数。
(2)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12.2.2条规定，当处于发震断层10km以内时，输入地震波应考虑近场影响系数，5km以内取1.5，5km以外可取不小于1.25。
条文解释中提到，当隔震结构位于发震断裂主断裂带10km以内时，要求各个设防类别的房屋均应计及地震近场效应。
(3)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录L.1.3条提到近场系数的概念。
ETABS 分析常见问题解答
ETABS分析常见问题解答序号问题名称发布日期1 问：ETABS 中对楼板的处理方法？2006/1/11 15:02:07答：在ETABS中共有四种area/shell单元：deck、plank、slab和wall，前三种均可用于模拟楼板，其中deck用于模拟压型钢板+砼面层，plank用于模拟单向板，仅含membrane性质的slab可用于模拟双向板。
下面分别就这三种单元详细解释：1、deck可以用于模拟压型钢板+后浇混凝土面层楼板，此单元仅有membrane性质且单向传力，在建模时的箭头方向即板的传力方向，如果要改变楼板传力方向的话可以采用改变单元局部坐标轴的方法，其local coordinate system的1轴方向就是楼板传力方向(也即屏幕显示的箭头方向)。
由于ETABS隐含对仅有membrane性质的板自动进行单元细分，此种板不必进行人工细分即可得到正确的传力。
2、plank用于模拟单向板，此单元仅有membrane性质且单向传力，与deck类似在建模时的箭头方向即板的传力方向，修改其传力方向的方法也与deck类似。
同样由于ETABS隐含对仅有membrane性质的板自动进行单元细分，此种板也不必进行人工细分。
3、slab的用途比较广泛，但用于模拟楼板时可以设定仅有membrane性质的section，这种单元双向传力，其荷载传递是按照板的塑性铰线进行划分的，最适宜于模拟双向板。
ETABS对于这种楼板可以自动细分单元，因此不必进行人工细分。
4、plate或shell类型的slab，ETABS对于这类板不能进行自动细分，为获得正确的楼板荷载传递，可选定要细分的板，选择命令Assign>shell/area>Area object mesh options，在Area object Auto Mesh Options窗口中选择Auto Mesh Object into Structural Elements > Further Subdivide Auto Mesh with Maximum Element Size of，填入单元最大尺寸(一般可接受默认值)。
时程分析法中有关地震波选取的几个注意问题
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（ 上接第 (2 页）
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左右另外从随机过程观点来看最大加速度作为一个随机量增加持时相当于增加取样方差不变的情况下最大加速度会加大从而产生较大的破坏地震动持时对结构反应的影响同时存在于非线性体系的最大反应和能量损耗积累这两种反应之中现代建筑抗震设计中采用最大反应强度或变形和积累的非线性能量损耗指标作为设计依据提出结构的双重破坏标准使过去一直被忽略或无法加以考虑的持续时间得到重视统计证明地震波持续时间与地震的强度震中距及场地土类别有一定的关系地面运动预测结构地震反应最难或最不确定的因素就是如何合理确定地面运动的过程地震地面运动通常用三个平动加速度分量来表示任何线性体系对于这三个分量的反应可以通过分别计算每个分量反应然后叠加得到于是标准的分析问题就转化为计算由于单个平动分量所引起的反应更一般的情况下当地震波通过基础传播时支座除了平动运动外还有转动运动因此地震输入的全面考虑原则上应包括平动和三个支座转动分量但是由于目前难以测定地面转动分量的大小和特性这种作用只有根据平动分量推测的量级分析对旋转运动做出假定来估计确定由地震引起结构中的有效力时最后应考虑的一个因素是在结构基底处的地面运动可以受结构自身运动的影响即在结构基底处产生的运动可能与无结构情况下观察到的自由场地的运动不同若柔软建筑物在坚固的基岩上则土与结构相互作用的影响甚小结构传给土壤的能量很少自由场地的运动可以作为基底位移的一个适合的度量
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高层抗震设计重要名词解释
1.地震可分为诱发地震和天然地震2.震源：地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位。
震中：震源正上方的地面位置。
震中距：地面某处至震中的水平距离。
3.地震动三要素：最大振幅、频谱、持续时间。
4.天然地震包括构造地震与火山地震5.地震波的传播速度：纵波最快、横波次之、面波最慢；所以，在地震发生的中心地区人的感觉是，先上下颠簸，后左右摇晃。
6.面波主要有瑞雷波和乐夫波两种形式。
瑞雷波产生的运动形式是使地面晃动的主要原因7.地震动：由地震波传播所引发的地面振动，称为地震动。
8.地震震级：是表示地震大小的一种度量。
9.地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
10.震中烈度：震中区的地震烈度成为震中烈度。
11.基本烈度：是指一个地区在一定时期内在一般场地条件下按一定概率可能遭遇到的最大地震烈度。
12.地震区划：依据地质构造资料、历史地震规律、地震观测资料，采用地震危险性分析的方法，可以计算给出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度的超越概率，从而，可以将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域。
这一工作称为地震区划。
13.地震的破坏作用主要表现为三种形式：地表破坏、建筑物的破坏、次生灾害。
14.建筑抗震设计的基本准则：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
15.抗震设计的总体要求：注意场地选择；把握建筑体型；利用结构延性；设置多道防线；注意非结构因素。
16.场地：是指建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围。
历史震害资料表明，建筑物震害除与地震类型、结构类型登有关外，还与其下卧层的构成、覆盖层厚度密切相关。
17.覆盖层厚度：原意是指从地表面至地下基岩面的距离，在这里指地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离，称为覆盖层厚度。
18.结构地震反应：由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应。
地震作用：由于地震动而引起结构内力、变形等反应的因素。
混凝土建筑结构第三章作业答案
第三章思考题3.1 房屋结构设计时应考虑那些荷载或作用？P52，P56答：主要考虑竖向荷载（自重、楼屋面活荷载等）和水平作用（风荷载和地震作用等）。
3.2 房屋建筑结构的竖向荷载如何取值？进行竖向荷载作用下的内力计算时，是否要考虑活荷载的不利布置？P52答：对永久荷载，采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然和在应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
一般情况下可不考虑活荷载的最不利布置，但如果楼面活荷载大于4kN/2m 时，其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显，应予考虑。
3.3 结构承受的风荷载与哪些因素有关？P56答：由k z s z 0=w βμμω，可知结构承受的风荷载与基本风压、风荷载体型系数、风压高度变化系数和高度z 处的风振系数有关。
其中，基本风压与地区有关；风压高度系数与高度有关、也与地貌及周围环境有关；风荷载体形系数与建筑物的体型与尺寸有关、也与周围环境和地面粗糙度有关；风振系数与地面类别、结构阻尼比和地面尺寸有关。
3.4 房屋结构风荷载计算时，基本风压、结构体型系数和高度变化系数应分别如何取值？(P56)答：基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地10m 高统计所得的50年一遇10min 平均最大风速0v （m/s ）为标准，按200/1600w v =确定的风压值。
按《荷规》附录E 中附表E.5给出的50年重现期的风压采用，但不得小于0.3kN/2m 。
结构体形系数取值如下： 1） 圆形平面建筑取0.8.2）0.8 1.2/s μ=+3） 高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3. 4） 下列建筑取1.4:（A ） V 型、Y 型、弧形、双十字形、井字形平面建筑； （B ） L 型、槽型和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑；（C ） 高宽比H/B 大于4，长宽比L/B 不大于1.5的矩形、鼓型平面建筑 5） 在需要更细致进行风荷载计算的情况下，风荷载体形系数可按《高规》附录B 采用，或由风洞试验确定。
【精品结构设计知识】何时考虑竖向地震作用？如何考虑？
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【精品结构设计知识】何时考虑竖向地震作用？如何考虑？
何时考虑竖向地震作用？如何考虑？
按《混凝土高规》第3.3.2条规定，9度抗震设计以及8度设计时的大跨度、长悬臂结构应考虑竖向地震作用，包括第10.2.6条的转换构件以及第10.5.2条的连体结构的连接体[2]。
9度抗震设计时，整体结构的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.14条的方法计算；8、9度时，大跨度、长悬臂结构构件的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.15条的规定近似考虑，对于8度0.3g的情况，竖向地震作用标准值可取结构或结构构件重力荷载代表值的15%.当然，有条件时或设计需要时，采用竖向加速度反映谱方法或动力时程分析方法计算结构竖向地震作用时更合适的方法。
无论采用何种方法计算竖向地震作用，均应按《混凝土高规》第5.6.3条的规定进行地震作用效应的组合，即把竖向地震作用效应作为一个组合工况考虑。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。
在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。
希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。
SAP2000常见问题
SAP2000常见问题1，荷载工况(loadcae):是对各种荷载类型的定义（define），然后通过指定(aign)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（analyicae）: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。
1.时程分析时用EI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某9.8m/2.而你ap的单位用的是N/mm/,也就是你的单位与原始波的单位相差1000某9.8个单位，那么你的系数要输入9800。
如果你ap的单位为N/m/，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/2。
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某9.8某（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：ap输入的地震函数本身是没有单位的，它的单位随着你ap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。
算出来得结果跟手算得结果基本是一致得，所以用ap2000来分析索是完全实用得，也是准确的。
扭转与振型耦联基本概念解释看来大家误解了结构扭转和振型耦联的意思，结构扭转是结构的固有属性，如果是三维结构分析软件，都会考虑扭转效应的，如Rz，完全对称规则的结构（即质心和刚心重合，也有扭转振型，只不过振型是完全解耦的），如果作用的荷载不通过质心，一样可以造成结构扭转效应。
高层建筑结构设计思考题答案-(2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
时程分析中地震波输入位置的讨论
时程分析中地震波输入位置的讨论摘要:时程分析法通过直接动力分析可得到结构相应随时间的变化关系，能真实地反应结构地震相应随时间变化的全过程，是抗震分析的一种重要方法[1]。
目前有限元软件可以实现结构的时程分析，但是在不同的软件中，其实现方式不同，主要区别在地震波的输入位置不同。
本文通过有限元软件ABAQUS采用不同的地震波输入位置对同一结构进行时程分析分析，对比结构相同位置的时程位移曲线，结果表明结构在采用不同地震波输入位置的时程分析中，结构的地震响应基本一致。
关键词：时程分析、有限元软件、钢筋混凝土剪力墙Abstract: The time history analysis method to analyze the available structure through direct power to the relationship between the corresponding changes over time, truly reflect the structure of earthquake corresponding to the whole process of change over time, is an important method of seismic analysis [1]. Finite element software can be time-history analysis of the structure, but in different software in different ways, the main difference between the different positions in the seismic wave input. In this paper the finite element software ABAQUS using different seismic wave input location on the same structure, process analysis analysis, contrast structure the same location of when the process displacement curve, the results show that the structure using different seismic waves enter the position time history analysis, the seismic response basically the same.Keywords: time history analysis, finite element software, reinforced concrete shear walls一、引言在时程分析等动力学问题中，地震力以加速度形式从基础固定处输入。
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ANSYS地震时程分析中如何考虑重力作用
在用ANSYS做结构的地震时程分析时，结构施加地震波的初始状态往往是一种不受任何外力的自由状态，这与现实的结构地震情况是不一致的，别的荷载不说，重力荷载在地震时程分析的初始时就存在，在地震响应的整个过程中也起作用。
重力荷载在地震反应分析中应该如何施加，我做了如下探讨：
第一种方式，参照小木虫论坛上介绍的一个思路，先在一个极短的时间内关闭时间积分效应，施加重力加速度，然后再打开时间积分效应，进行正常的地震时程分析。
具体命令如下
/solu
antype, trans
timint, off !关闭积分效应
time, 1e-5
acel,,9.8,
nsubst, 2
kbc, 1
lswrite, 1
solve
timint, on !接着打开积分效应
NSUBST,5
*do,t,1,50,1
time,0.02*t
acel,0*9.8*H1(t),0,0*9.8*H2(t)
kbc,0
outres,all,none
outres,nsol,all
allsel,all
solve
*enddo
为了避免地震加速度的干扰，我把输入的两个水平向地震加速度都设置为0，计算了1秒时间，计算得到的结构顶点竖向位移见图1，图1中在初始的1e-5秒的时间内施加重力荷载后，结构有一个向下2mm的位移；重新打开时间积分效应后，结构在没有重力加速度的情况下发生回弹，最后位移稳定在0。
第二种方式，直接在施加的加速度荷载上把重力加速度9.8m/s2，同样把水平方向加速度乘0，避免其干扰，命令如下：
/solu
antype, trans
timint, on !接着打开积分效应
NSUBST,5
*do,t,1,50,1
time,0.02*t
acel,0*9.8*H1(t),9.8,0*9.8*H2(t)
kbc,0
outres,all,none
outres,nsol,all
allsel,all
solve
*enddo
计算得到顶点的竖向位移结果见图2，施加重力荷载后，结构上下振动，最后位移稳定在-2mm 左右。
图1第一种考虑重力荷载的方式
图2 第二种考虑重力荷载方式
最后综合以上两种方式，我意识到真正正确的施加方式应该是二者的结合，在初始极短的一个时间段内，关闭时间积分效应施加重力加速度，然后打开时间积分效应，继续施加重力加速度（如果要考虑竖直向的地震加速度，在9.8的基础上增减即可），命令如下：
/solu
antype, trans
timint, off !关闭积分效应
time, 1e-5
acel,,9.8,
nsubst, 2
kbc, 1
lswrite, 1
solve
timint, on !接着打开积分效应
NSUBST,5
*do,t,1,50,1
time,0.02*t
acel,0*9.8*H1(t),9.8,0*9.8*H2(t)
kbc,0
outres,all,none
outres,nsol,all
allsel,all
solve
*enddo
我用以上命令计算同一个模型，得到的计算结果见图3，图3中结构顶部的竖向位移一直保持在-2mm，这正是我们想要看到的重力荷载作用的结果。
图三正确的施加方式
注：命令中X，Z方向为结构水平方向，Y方向为竖直方向。
欢迎交流，我的邮箱w_tao13614@。