SAP2000自动地震作用工况测试

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1、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

2、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

3、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

4、。运行分析后，得到结构的模态如下。模态1阶2阶3阶周期（s）1.4320.9660.842运动形式Y平动扭转X平动记录下各楼层的剪力值，根据此剪力值反推出各楼层上的地震作用力，这样就得到了SAP2000自动地震作用工况下的地震作用力分布。再按《10抗震规范》的底部剪力法计算各楼层的地震作用，并将两者做比较，得到的结果见下图。可以看出，对于此结构，SAP2000自动地震作用工况计算的地震作用力与按规范计算的地震作用力几乎一样，两者几乎完全重合，说明SAP2000SAP2000自动地震作用工况计算的地震作用力是较准确的。对于

5、简单规则的结构，采用SAP2000自动地震作用工况可以计算地震作用力，但对于比较复杂的结构，不能采用此方法，此时，可定义反应谱工况来计算结构的地震作用。SAP2000自动地震作用工况32SAP2000楼层号110规范00306090120150各楼层水平地震作用KN