SAP2000基础隔震分析
sap2000桥梁抗震设计中文版
5-3
5.4 非线性材料属性定义
5-6
5.4.1 混凝土非线性材料属性定义
5-6
5.4.2 钢非线性材料属性定义
5-8
5.5 塑性饺选项
5-9
能力位移分析
6.1 SDC B 和 C 的位移能力
6-2
6.2 SDC D 的位移能力
6-3
6.3 Pushover 结果
6-6
需求/能力比
7.1 D/C 比
1-12
图 1-14 桥对象数据对话框 桥跨数据用于定义跨长度和桥墩位置。使用 修改/显示 指定>桥跨横隔板 命令，相交横隔板也可以包含在桥模型中。本例中没有使用正交横隔 板。
1.7.1 桥台属性指定
桥台开始和结束指定使用桥对象桥台指定对话框定义，如图 1-15。如果 桥台斜交，桥台支承方向可以指定一个角。横隔板也可以添加到桥台。 通过在下部结构指定框选择‘桥墩属性（Bent Property）’，桥台可以使 用桥墩建模。选择后，有一个选项可以从已定义的桥墩属性列表中选择 相应的属性定义。
集成化的通用结构分析与设计软件
SAP2000®
桥梁抗震设计
北京金土木软件技术有限公司
Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA
北京市首体南路 9 号主语国际 2 号楼 中国建筑标准设计研究院 100048
Version 14 2009-06
1-1
使用 SAP2000/Bridge™进行自动桥梁抗震设计八个步骤 1-2
第 1 步 建立桥梁模型
1.1 模型
本章描述使用 SAP2000/Bridge 建立桥梁结构抗震设计需求的第 1 步。假 定用户熟悉程序中关联桥梁对象。只有建模中涉及到的部分在本章介 绍。本手册中的 SAP2000/Bridge 模型包含在光盘中。 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design 中描述，这 个桥中抗震类别为 Type 1 – 下部结构延性、上部结构基本弹性设计。这 意味着设计中必须包含塑性铰。
结构动力学、抗震计算与sap2000应用
一、结构动力学的基本概念结构动力学是研究结构在受到外力作用时的振动特性和响应行为的学科。
在工程领域中，结构动力学是十分重要的一门学科，它可以帮助工程师更好地理解和预测建筑物或桥梁等结构在地震、风荷载等外部作用下的动力响应，从而保障结构的安全性和稳定性。
二、抗震计算的重要性抗震计算是指针对地震荷载对结构造成的影响进行计算和分析，以便对结构进行合理的设计和加固。
地震是一种破坏性极大的自然灾害，对建筑物和桥梁等工程结构造成的影响可能会导致严重的损坏甚至倒塌，因此抗震设计和抗震计算是所有工程结构设计中至关重要的一环。
在抗震设计中，对结构进行合理的抗震计算可以帮助工程师充分了解结构的受力情况，从而选择合适的结构材料和设计方案，确保结构在地震发生时能够充分发挥其抗震性能，保障人员生命财产安全。
三、SAP2000应用于结构动力学与抗震计算中SAP2000是一款由美国Computers and Structures, Inc.开发的结构分析和设计软件，其功能强大、使用方便，广泛应用于建筑结构的静力分析、动力分析和抗震设计等方面。
1. 静力分析在结构设计过程中，静力分析是首先需要进行的一项工作。
SAP2000可以根据结构的几何形状和受力情况，对结构进行荷载分析，包括重力荷载、风荷载、雪荷载等，帮助工程师确定结构的荷载作用情况，为后续的动力分析提供基础数据。
2. 动力分析SAP2000可以进行结构的动力分析，针对结构在地震、风等动力荷载下的振动特性进行计算和分析。
它可以帮助工程师得到结构的振动频率、振型和动力响应等重要参数，为结构的抗震设计提供科学的依据。
3. 抗震设计作为一款专业的抗震设计软件，SAP2000可以根据结构的抗震需求，进行地震荷载下的结构分析和设计。
它可以自动计算结构在地震作用下的受力情况，为工程师提供合理的设计方案，以确保结构在地震发生时能够具备良好的抗震性能。
四、结语结构动力学和抗震计算作为工程领域中重要的学科和技术，对建筑、桥梁等工程结构的安全性和稳定性起着关键的作用。
PUSHER及其在SAP2000中的实现
性能点示意图
需求谱由地震影响 系数曲线转化求得
能力谱由结构的基底剪 力-位移曲线转化求得
二 、PUSH-OVER在SAP2000中的实现
1、建立结构模型（梁、柱用框架单元模拟，墙、板用壳单元模拟）； 2、对结构构造施加相应塑性铰； 3、结构弹性阶段的内力分析（及配筋）； 4、对结构施加侧向荷载，使结构构件由弹性状态推覆至屈服状态，直 至结构丧失承载力或达到目标位置，从而获得基底剪力-位移曲线； 5、由需求谱及能力谱曲线获得性能点； 6、根据性能点的基底剪力、顶点位移、层间位移角、塑性铰出铰机制 等判断结构的抗震性能。
定义PUSHOVER工况
结构弹性阶段的内力分析（及配筋）；
弹性静力分析时 不运行
弹性静力分析结果
恒载弯矩
地震弯矩
结构构件设计
按现行国家规范
运行PUSH-OVER分析，获得基底剪力-位移等曲线
基底剪力—位移曲线
能力谱、需求谱
按《抗规》求解 系数代入 性能点
2 max 2.5C A
量巨大以及地震波的不确定性等因素，难以为一般设计人员所采用。
静力弹塑性分析（PUSH-OVER）既能对结构在多遇地震下的弹性设 计进行校核,也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制,找到最先
破坏的薄弱环节,从而使设计者仅对局部薄弱环节进行修复和加强,不
改变整体结构的性能,就能使整体结构达到预定的使用功能。
2、PUSH-OVER原理：
静力弹塑性分析方法的基本原理是在采用一些假定的基础
上求出地震作用需求谱、结构的能力谱和二谱曲线的相交
点，称作性能点，从而求出在相应地震作用下结构的受力 与变形状况。（当某构件屈服时，计算中将采用其屈服后 的构件弹塑性刚度以代替弹性状态时的弹性刚度。）
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。
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]。
SAP2000一些应该注意的技巧,当你出错的时候,看看他
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，而地震反应谱。
（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。
其实就是为了使用不同单位时的统一。
SAP2000与桥梁系列谈
郑重声明：本人所写的Sap2000与桥梁系列谈之一到Sap2000与桥梁系列谈之四，均为本人自己的使用体会，仅代表个人观点，不一定正确，各位网友如有任何异议，我们可以相互讨论。
我们的共同目的是让SAP2000更好的为我们服务！Sap2000与桥梁系列谈之一：SAP2000是桥梁计算分析不可或缺的工具之一，它既有有限元软件的灵活性和精确性，又有工程专业软件的方便性。
随着时间的发展，SAP2000目前最新版本已到了V11（关于V11的新特性可以从 上获得），与以前版本相比已大大扩充了其功能。
从桥梁设计者目前对SAP2000的反应来看，大多数人对目前SAP2000的功能还不是很了解，我想这主要是因为大家平时工作比较忙，没有时间去摸索。
因此，为了在节省时间的情况下让大家更好的使用SAP2000，我把个人对SAP2000的使用体会总结了四个系列谈，分四天贴到论坛里边。
当然了这些都是个人观点，不一定完全正确，就算是我对大家使用SAP2000的一些个人建议吧，希望大家积极讨论，我们的共同目标是：更好的使用SAP2000，让它更好的为我们服务。
1 学习的途径：1） SAP2000中文使用指南这本书对SAP2000的基本操作讲的非常清楚，是初学者不可或缺的好书，也是使用SAP2000不可或缺的参考书。
2） 程序帮助菜单中的参考手册这本书侧重于讲述程序的实现原理，想对SAP2000作较深入学习的用户一定不能落下此书。
3） 程序联机帮助当用户不知道程序界面中的某个控件的含义是，使用联机帮助是个不错的选择，可以在当前界面下直接按F1键。
4） 金土木网站 和CSI 网站可以从以上这两个网站获得很多免费的学习资料如软件学习视频等、免费的最新试用版，以及关于SAP2000的最新信息。
5） 钢结构论坛论坛是我们相互交流的平台。
linshutao Digitally signed by linshutao DN: cn=linshutao, o=cks, ou=, email=linst@, c=CN Date: 2008.01.14 17:01:44 +08'00'Sap2000与桥梁系列谈之二：2 目前主要问题解答1．目前能分析哪些桥型？SAP2000具有丰富的桥型设计分析功能SAP2000能够分析设计国内常见的大部分桥型：预应力钢筋混凝土桥梁：板桥、简支梁桥、连续梁桥、T形刚构桥等等，包括各种截面；钢桥：钢梁桥（目前桥梁模块只限于工字形梁）、钢桁架桥等等；组合梁桥：目前桥梁模块中只限于工字形钢梁和混凝土板的组合形式；大跨度桥梁 : 悬索桥、斜拉桥、拱桥；斜桥、弯桥，灵活的布局线设置有助于绘制各种复杂线形的桥梁。
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。
不同高宽比的摩擦摆结构隔震效果的 SAP 模拟分析
不同高宽比的摩擦摆结构隔震效果的 SAP 模拟分析郑威【摘要】运用有限元分析软件 SAP2000,对三种不同高宽比的4层隔震结构在地震荷载作用下,分别进行内力和支座位移的分析,以探究高宽比因素对于隔震结构地震反应的影响。
分析结果表明：上部结构高宽比越大,隔震结构受地震荷载的作用效应也会相应增大,支座位移则呈减小的趋势。
%In this paper, the seismic loads responses of the three different aspect ratio four - layer seismic isolation struc-ture were analyzed using the finite element analysis softwareSAP2000. The forces and displacements were analyzed of these structures to explore the affect of the aspect ratio factor for seis-mic response of isolated structure. The results show: As the as-pect ratio of the superstructure increasing, the reaction of isola-ted structures will increase. And the displacements of the bear-ing will be a decreasing trend.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】2页(P31-32)【关键词】高宽比;摩擦摆隔震结构;内力;支座位移【作者】郑威【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TU352.12摩擦滑移隔震体系于20世纪70年代开始大量被研究。
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。