结构力学问题的计算机求解SAP2000基础(6)

2019-03-23 15:01

设置分析选项,点击【分析】>【设置分析选项】,弹出分析选项对话框,设置有效自由度。因该例题结构为平面结构,可点击平面框架按钮来设置有效自由度,如图15-59所示。读者如果不设置有效自由度,程序会默认按照空间结构求解,读者可以从结果中清楚的看到二者的区别以及两种模态求解方法的区别。

图15-59

点击【分析】>【设置运行的荷载工况】或【运行分析】,弹出设置运行的荷载工况,可以设置需要运行的荷载工况,如图15-60所示。

图15-60

结果查看,点击按钮或【显示】>

【显示变形形状】,弹出变形后形状对话框, 如图15-61所示,选择工况/组合名为MODAL1,点击【确定】显示振型曲线及自振周期。点击右下角

按钮,可以显示各阶振型。

点击开始动画按钮,可以显示振型曲线动画。图15-62、15-63、15-64分别显示的是前三阶频率的周期和振型曲线。从图15-62我们可以看到第一振型曲线,第一周期为1.43624s;从图15-63我们可以看到第二振型曲线,第二周期为0.44456s;从图15-64我们可以看到第三振型曲线,第三周期为0.25664s。

图15-61

图15-63

图15-62

图15-63

前面介绍了结构的模态分析,也就是求解结构的自振周期和振型。根据结构的自振周期和振型,可以判断建模中是否存在问题。在确定模型正确后,可以对结构进一步进行动力弹塑性时程分析。下面主要介绍一下SAP2000进行动力时程分析的主要步骤。

SAP2000每次运行分析后,会自动将模型锁定,模型锁定之后就不允许读者对模型进行修改。这时,读者可以点击

按钮来解锁模型,需要注意的是,模

型解锁后计算分析的结果将自动删除。因此,在解锁之前,读者要注意输出保存需要的计算结果。

动力时程分析主要是分析结构在地震作用下的反应,因此进行动力时程分析关键的一步就是定义时程函数。

点击【定义】>【函数】>【时程】,弹出定义时程函数对话框如图15-65, 选择添加函数类型From File,点击添加新函数按钮,弹出Time History Function Definition对话框如图15-66,点击浏览按钮,选择需要输入的地震波,点击显示文件按钮,显示如图15-67所示的地震波数据,点击显示图表按钮,显示如图15-66所示的地震波曲线。有关地震波数据可以在加州大学伯克利分校的地震波数据网

(http://nisee.berkeley.edu/data/strong_motion/sacsteel/ground_motions.html)上下载。本例输入的是El Centro 波,加速度记录持续时间为39.38s,

2

时间间隔为0.02s,加速度峰值为452.03cm/s。

图15-65

图15-66

定义好时程函数之后,就该定义荷载工况了。点击【定义】>【定义荷载工况】,弹出定义荷载工况对话框如图15-68所示,点击添加新荷载工况按钮,弹出荷载对话框数据对话框,设置荷载工况类型为Time History,即时程分析,设置其它参数,如图15-69所示。需要说明的是,施加的荷载为地震波,因此荷载类型为Accel,即加速度,函数为前面定义的时程函数名。关键的一点是比例系数的设定,进行实际结构设计时更应该特别注意要与《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的有关规定对照设置。本例假设模拟结构在8度抗震设防,罕遇地震作用下的反应,则比例系数为400/452.03×0.01=0.008849。乘上0.01是因为设定的程序全局单位制是“kN,m,C”,而加速度的单位是cm/s2,长度单位差了两个数量级。

图15-67

图15-68


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