本文摘自网络，用作临时笔记，理解吸收之后将删除。



Sap2000精华贴集锦

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。 Zucchini963

（7）我根据例题换算过,在N.m的状况下取该9.8。 scueng

2、在sap里面如何对桁架结构进行稳定性分析，具体如何操作啊？

答：

（1）SAP2000并不能真正解决象类似桁架结构的整体稳定问题。对于局部构件的稳定问题则有点类似PKPM，套规范公式求应力比解决，而不是在有限元的层次上解决。SAP2000虽有BUCKLING分析，但仍不能解决整体稳定问题。BUCKLING分析最多只能得到一个整体稳定的理论上限值（相当于分岔屈曲中的欧拉值），而不能考虑包含了初始缺陷及材料塑性在内的极值稳定问题。我现在也没搞明白SAP2000中的BUCKLING分析具体的作用在哪里。我想是否顶多看一下前几阶模态是否正常，是否出现了局部稳定提前于整体稳定发生的情况以及看一个理论上的上限值（事实上这并没有意义）。在这一点上可以对比一下SAP2000和ANSYAS, ANSYS中BUCKLING的分析结果是要继续为下面的非线性分析提供初始缺陷用的，而SAP2000却到此为止了。因为初学，我不熟悉PUSH-OVER这样的分析，不知道PUSH-OVER是否可以解决整体稳定问题，估计也不行。以上愚见，仅供参考。 yxs_li

（2）这个问题主要分两类来讨论，bucking分析相当于我们理解中的第一类稳定，这在实际应用中可以作为参考。真正的极值点失稳在sap中可以考虑的，根据沈教授写的网壳稳定分析中的一句话：结构的稳定性可以从荷载-位移全过程曲线中得到完整的概念。那么我们也可以这么理解，只要sap能做出这条曲线那么就可以解决问题，于是就利用到了sap基于位移控制的非线性分析~！sap分析参考中是这么叙述的：

当用户知道所期望的结构位移，但不知道施加多少荷载时，选择位移控制。这对于在分析过程中可能失去承载力而失稳的结构，是十分有用的。标准的应用包括静力 pushover 或 snap-though 屈曲分析。当使用位移控制时，用户必须选择一个位移分量来监控。这可以是节点的单个自由度，或一个用户以前定义的广义位移。

基于sap本身的功能，可以做理想情况下的几何非线性的稳定分析，而且也可以得到相当准确的理想极值点失稳的曲线。但是问题：

一个是sap极值点分析的初始条件（即初始缺陷的处理）不好弄，比如网架规范要求考虑第一模态。但是sap无法象ansys那样将考虑的模态位移做为初始缺陷。

另一个是无法准确的考虑材料非线性，目前常用的是采用非线性link单元和塑性铰来模拟，当然在某些情况下，比如只考虑几何非线性的稳定分析，这也足够了。 ocean2000（编辑）

（3）因为SAP2000不能给结构附加一个初始的缺陷，所以不能从本质上分析复杂空间桁架的整体稳定性。虽然可以跟踪荷载－变形曲线，但我们无从判断这条曲线得到的极值点是否是所有可能的分析中最小的。举个例子说，一个鸡蛋可以一把抓过来捏碎，也可以两个手指捏碎，也可以两个手挤碎，总之方法有多种，这个破碎力的大小因施加荷载的方式和位置的变化而变化。同样对于一个复杂结构而言，如果不知道加核的方式和位置，即使得到了一条荷载－变形曲线，得到的那个最小值或许比另一条曲线得到的最小值要大。但BUCKLING分析也部分提供了加载的参考位置。所以基本上SAP2000还是以构件的局部稳定来确保结构的整体稳定，这好像是个缺陷。 yxs_li

（4）楼上yxs_li 兄的说法也不尽然，sap里可以选择初始状态，所以你可以用某一次非线性分析所得到的各类结果，作为我们所要分析工况的的初始状态，这可以用来模拟大部分的初始缺陷。只是不能利用模态分析的结果来考虑初始缺陷而已。 ocean2000

（5）

（a）整体结构的初始缺陷与结构的形式有很大关系，绝大不部分结构不是缺陷敏感结构，一般空间桁架都不是缺陷敏感结构，所以在分析整体稳定的时候可以不考虑初始缺陷的影响。最典型的缺陷敏感结构为单层球壳，一般双层结构对缺陷都不敏感。

（b）平时我们所说的初始缺陷均指几何初始缺陷，还有材料初始缺陷时程序、软件很难考虑的，所以即使我们考虑初始缺陷，也只是考虑了部分缺陷。这个设计者心理应该明白。我的意思只是我们没有必要刻意去寻求初始缺陷的完美解决，应该从整体上把握结构的形式。

（c）至于加什么模式的初始缺陷也是一个值的探讨的问题，原则上是寻求一种最不利的缺陷模式，但是不同的结构有不同的最不利的初始缺陷模态。这就需要设计者的经验、试算比较。

（d） 如果说我们一定要用SAP来解决初始的问题，也是可以的，以文本的格式输出节点的初始坐标，和模态的振型（节点的相对变形坐标），再用常用的程序（fortan,c)把这些节点坐标和变形坐标读出来，经过简单的处理求得带初始缺陷的模型节点坐标，再输入到SAP即可。这可能有点难度，但是还是可以实现的，这就需要熟悉SAP文本文件的格式。 Qianhl

3、如何在sap里模拟预应力索的周期呢?

不知sap里如何施加预应力呢？ 我是通过在sap里施加负温度来给索施加预应力的! 温度只是以荷载的形式加上去的，并不能影响计算出的索的周期！但是实际上，索由于施加了预应力，自身的刚度增加，周期减小了！想请教一下：有什么方法能够在sap里计算索的周期时，考虑进预应力的影响呢？使周期是真实的施加预应力以后的周期呢？谢谢!

答：将施加索力的那个工况作为非线性工况。然后在模态分析中，初始刚度源自添加索力的那个工况。

4、请问如何在Sap2000中输出质量矩阵和刚度矩阵啊？

（1）不能直接得到刚度矩阵，应该在结构的每一层施加单位力，然后用等效刚度法求刚度矩阵！

（2）sap我用的不多，现在还不够熟悉，但是我知道gtstrudl里有命令可以输出质量矩阵和刚度矩阵，很简单，就两句命令 pring dynamic mass matrix，print dynamic stiffness matrix。

5、sap2000的模型可以转到autocad里，但是如何将sap2000振型如何转到autocad里？

答：（1）转不进去，你还是抓图或将数据倒出来用EXCLE画吧。或者直接将图形另存就可以了。

6、sap中材料阻尼、反应谱阻尼和反应谱工况阻尼的关系？

我做的是钢框架剪力墙结构，在定义材料属性中我分别定义了钢与混凝土的阻尼，在定义反映谱中我定义阻尼比0.035 ，在分析工况为反映谱工况时又要输入阻尼比，请问这三者有什么关系？

答：

这个问题我也非常困惑，也问过金土木的技术咨询，却得不到满意的答案。不过我曾经做过一个实验，分别在反应谱曲线和反应谱工况中的阻尼比进行设置，如反应谱曲线中阻尼一样，而反应谱工况中的阻尼变化，和反应谱工况中的阻尼不变而仅弯反应谱曲线中的阻尼，得到的结论如下：

反应谱曲线中阻尼对计算结果影响比较大，而反应谱工况中的阻尼对计算结果影响不大，甚至可以认为影响可以忽略不计。

阻尼比值

反应谱曲线： 0.05 0.1 0.05 0.1

反应谱工况： 0.05 0.05 0.1 0.1

相同结构角点位移： 1.026258 0.803268 1.026207 0803222

其他的就没比了，应该说基本上已经有结论了! Figboy

7、sap2000时程分析时框架结构填充墙如何输入？是作为质量平均加在每一层结点上？还是有其他加法？

答：（1）我认为:填充墙的质量可以定义为dead load ，可以在dead load 分析完成之后在此基础上进行时程分析。 sunguohua

（2）地震力只与每层质量有关，时程分析时所加荷载根本不影响结构的周期振型等一些特性。 lp96

（3）lp96兄说的很对，的确无论是模态分析还是时程分析，所加荷载根本不会影响结构的周期和振型等结构本身的动力特性。但为了更真实的模拟在时程输入，我认为时程分析是应该在重力荷载作用后分析更真实。而且在SAP2000中结构的质量来源也可以从所定义的荷载中导入，这样也很方便，省去了自己设置节点质量这一麻烦。 sunguohua

（4）荷载是可以折算成质量的，所以会影响到结构的动力特性。在define/mass sourse可以定义质量源， 如果定义质量来自构件本身，那么荷载对于结构的动力特性没有影响， 如果定义质量来自荷载（stawe就是这种方法），那么荷载对于结构动力特性就有直接关系了。 happyqw

（5）happyqw说得很有道理

在define/mass sourse可以定义质量源， 如果定义质量来自构件本身，那么荷载对于结构的动力特性没有影响， 如果定义质量来自荷载（stawe就是这种方法），那么荷载对于结构动力特性就有直接关系了。

我尝试了sap和satwe有关操作，也发现satwe改变楼面荷载会对结构周期产生影响，而在sap中如果选择定义质量来自荷载（仅考虑恒载），且系数取1时，与定义质量来自构件本身相比，结构周期不发生变化。这说明选择定义质量来自荷载时，相当于重力荷载代表值（恒活组合）除以g，得到质量。

（6）模态分析和时程分析都是基于结构的质量信息。在中国规范中，重力荷载代表值就定义了求解地震作用时结构质量的计算方法。所以，质量源的定义是很重要的。个人认为，将自重、附加恒载定义为dead load，在质量源定义中选择来自荷载，按规范考虑恒活组合，结构质量就等于组合后求得的荷载除以重力加速度。 starrylili

8、如何在sap输入与X或Y轴成一定角度的反应谱呢？

答：点击分析工况中修改反应谱工况，在分析工况数据中选中显示高级荷载参数后可输入反应谱的角度。

9、在sap2k中只是在自动地震荷载那里找到了设置偏心率，可是反应谱工况的偏心率没有找到在哪里设置？

答：据我所知，SAP定义反应谱工况时，是不能够设置偏心率的，只有进行静力计算时定义地震荷载可以设置偏心率。而在ETABS里，定义地震荷载以及反应谱工况都可以设置偏心率。 sh0315

10、请问sap2k的时程分析时，默认外作用直接加在刚心上的吗？

答：不是默认的问题， 如果是地震作用，是作用中心在质量中心， 如果是风作用，作用中心在几何中心，刚心是抗力中心，两者本质不同。

11、sap2000中地震力如何加到板的质量中心？

答：在板的质量中心定义质点，在此点定义节点的平动质量（x,y,z),以及转动质量，即可。

12、在sap9.09中，我将拉索定义为cable,为何还能承受压力？是否在哪还需进行设置？

答：

（1）有在非线性分析中 拉压限值才起作用。 索结构一般通过降温或应变荷载施加初始预张力（施加到dead中），并将dead分析工况设为非线性（P-Delta大变形）。 然后再在DEAD工况基础上进行其它非线性分析。 cmliu

13、对一混凝土框架结构作了模态分析，结果发现定义了刚性楼板的第一周期是1.72866s,而不定义则为0.43031s,怎么相差这么大呢，其第一振型的形状也不相同，我该如何选择呢？

答：我估计你是把所有的楼层都加到一个diaphragm里面了，从振型图里面能看出来，上面各层的水平位移相等。 应该是每一层加一个diaphragm。刚性楼板和弹性楼板的周期相差不大。 xfjiang

14、我用STS与SAP作一个地震作用比较，可作完以后没想到会相差这么大？我用同样的恒载与活载加到结构上，取同样的断面，结果STS算出来的弯矩是22.5kn.m，而SAP算出来的是1.337kn.m，反应谱文件我是严格按抗震规范来的，而且是在国际单位制下输入的！还有一点不明白，在mass source里取第一项与第二项相差不大，为什么质量来源取来自荷载与选第一项没有什么差别？难道荷载根本就没转化成质量参与算地震用用力？（整个过程没有输入mass）。哪位高手帮我看看。谢谢！

答：（1）主要的问题是在进行反应谱分析的时候忘了输入加速度g了，反应谱的那个alalysis case里面的scale factor表示加速度，在单位为m的时候应输入9.8。mass source的问题论坛里面已经有很多讨论了。第一项表示由结构自重计算质量，第二项表示由荷载导算质量，荷载你选择了自重和活荷载（0.5），计算起来当然差不多。我看你的模型里面选择了第三项，这是错误的，重复计算了构件的自重。

15、小弟在做一个简单算例的时程分析时发现，Time History里选Modal和直接积分的计算结果相差甚大，而振型叠加的结果与反应谱分析的结果较为接近。也就是说直接积分法的结果比反应谱分析的结果明显大，这应该来讲是不合理的吧！到底是什么问题？？（计算假设用的是建筑抗震设计规范，7度多遇一类场地，时程加速度峰值去0.035m/s2）

答：

（1）振型叠加法计算必须算出足够多的振型，使各方向的质量参与系数达到90%以上。否则计算结果不正确。理论上，只要算的振型足够多，两者的差别不应该很大。SAP2000推荐使用振型叠加法，其计算效率和结果都要好于直接积分法。直接积分会出现迭代误差。 Fledgling

（2）我觉得时程分析法中的振型叠加法和直接积分法的结果应该是差不多的。你算出差很远会不会是一些参数：例如阻尼比、scale、直接积分的各种方法如willon—theta的theta值取的不恰当啊，等等。 拿反应谱分析跟时程分析相比较，本人认为欠妥当。

16、sap动力分析如何考虑非线性？？是不是象pushover 分析那样定义塑性铰?

答：

（1）动力分析有中有材料非线性和几何非线性两种，考虑材料的本构关系为一 。考虑结构的大变形大位移小转角为结构 p-d 效应即可。 phoenix007

（2）动力分析可以用link单元或hinge来考虑材料非线性，link可以用于振型叠加和直接积分两种情况，不能考虑下降段，计算效率高。hinge可以只能用于直接积分，能考虑下降段，经常处出现不收敛的情况。

17、在sap2000中进行时程分析时，怎样才能知道结构构件是否屈服？具体在什么时刻屈服？

我做的是弹性和弹塑性的时程分析，就是不太清楚如何界定在地震波作用下，结构构件是否进入弹塑性阶段。在构件屈服时，塑性铰并不显示（比如在非线形静力分析中，构件屈服的话，塑性铰会变成红色），如何才能知道构件是否进入弹塑性阶段，有没有一个比较明显的标志，从哪里可以看出来？

（1）塑性铰（hinge）一般不用来作时程分析，而只用来作静力分析。Sap其实很难作时程分析，他们的技术人员推荐用Nllink来进行，但过程复杂，且结果不好，滞回性质非常少。现在MIDAS新版本中开发了梁单元的非线性铰用来进行弹塑性时程分析，加入了很多滞回规则。不过还只能作梁单元的弹塑性时程分析，如果加入了墙单元的弹塑性分析功能的话，就可以抛弃canny了。 Xfjiang

（2）针对钢框架结构，进行弹塑性时程分析，在SAP2K中可以采用塑性铰来考虑塑性问题，我做的也是平面钢框架结构的静力非线形分析和时程分析，结果还很不错的。SAP2K中的塑性铰，是根据FEMA-273和ATC-40的规范的规定定义的。 Sunguohua

（3）抛开SAP2K程序，针对框架结构的塑性分析，大多数程序的简单做法是当然比较粗略，就是用塑性铰模拟塑性，较精确的方法，可以采用塑性区，这种比较复杂，因为塑性的发展过程不在局限于一个点，沿杆件单元的长度方向也发展塑性，很复杂，我记得好象在陈惠发教授的钢框架稳定一书中有过论述。在SAP2K程序中可以用塑性铰方法来考虑塑性的，但有一定的应用范围，在手册119页Frame Hinge Properties中有明确解释，Hinges only affect the behavior of the structure in nonlinear static and nonlinear direct integration time-history analyses.也就是说在SAP程序中这两种分析类型可以采用塑性铰。而且对结构进行塑性分析，的确需要将每个frame单元定义塑性铰，而且针对杆件单元的同一点可以定义不同的塑性铰。目前在SAP2K中主要针对 frame单元的塑性铰，还没有shell单元的塑性铰类型。

Sunguohua

18、用RITZ向量法和特征向量法求解结构周期的结果不同？

分别用RITZ向量法和特征向量法对同一结构进行模态分析，分析前15个振型，第一周期同样为0.8284s，从第七振型开始所得到的周期相差在0.01s以上，之后差值逐渐加大，到了第15振型，差值达到0.2s。

如果取RITZ法分析前30个振型，那么第15振型与特征向量法得到的值就基本一样了。又分析了几个结构，似乎RITZ法得到的值到最后总有趋于0的趋势，比如分析100阶振型，那么第100周期必然接近于零，分析200阶振型，第200周期必近乎0。从而得到结论：用RITZ法对同一个结构进行不同阶的模态分析，将得到不同的结果？！比如分别进行100阶和200阶模态分析，前者的T100接近0，后者的T100仍可能远不为零。

这样一来，会不会对后续的动力分析产生影响呢？

答：

（1）用RITZ向量法和子空间叠代法都是近似的数值计算方法，振型阶数越高，误差越大。两者高阶振型应该是有差别的。一般来说，高阶振型地震响应很小，不必过分追求高阶振型的精确度。

（2）RITZ向量法和特征向量法是截然不同的方法，后者是我们大家都熟悉的，计算出来的自振周期会由大到小，最后总会收敛。而RITZ向量法则不是根据结构自振情况计算振型，而是根据使用者所设定的结构的重要性计算振型，有时候300个振型也不收敛。关于这个问题最好自己作一个简单模型算一算，需要体会。

（3）里兹向量叠加法是根据荷载空间分布模式按一定规律生成一组和质量正交的里兹向量，然后利用其求解结构动态响应的。里兹向量不一定能够和特征值方法计算得到的结构模态对应上，其和结构的特征值模态意义不同。其相当于将结构在另外一个空间进行展开，这个空间的基向量的数目为选取的里兹模态数r，每个基向量的维数为n,n为结构自有度数目。里兹方法得到的里兹模态不是结构的特征值模态。但当选取的里兹向量数目和结构的自有度数目相等时，里兹方法得到的结果和特征值的结果相同，因为此时里兹向量的基向量数目和结构的自有度数目相等，其空间和特征向量的空间相等，而对应于结构的满自有度空间对应只有一种空间展开形式，因此二者相同。

用里兹向量方法进行地震响应分析时，其荷载空间分布模式为和结构质量相关量，其缺陷是当高阶模态对结构贡献较大时，其无法考虑。

19、请教,为什么要assign joint masses?

（1）就建筑物而言,外加荷载如隔墙和楼面活荷载等,在做静力分析时,可以通过荷载方式计算其效应,但当做动力分析时,必须将它们的质量考虑进去,因为质量会影响结构周期的,这就是要人为施加点质量或线质量的原因。 liu2x

（2）做抗震计算时，结构的自重都考虑了进去，但活荷载引起的质量不会自动被考虑进去，需要你把活载化成质量后，附加在节点上，但不能把加大结构的自重作为考虑活荷质量的方式，因为那会影响你的静力计算结果。 iamlrs_steel

20、如何定义刚性楼板？？

（1）选中一层所有节点，assign,joint,constraints,Diaphragm,通常constraint Z轴，注意这样定义的楼板在垂直Z轴平面内刚度无限大。 ipprenergy

21、sap2000中关于反应谱计算中的质量问题。

问题是这样的：我要计算一个点式玻璃结构，在SAP2000中建模只输入其中的钢结构，玻璃和连接件作为荷载加上去。如果不做什么处理，SAP2000在进行地震反应谱计算时，是否没有考虑玻璃和连接件质量的地震力？如果要考虑该怎么处理？

（1）应该可以用点质量(单元)加上去吧。 cheops

（2）点处可以输入附加质量。

（3）位的意思是不是就是把玻璃和连接件做为节点质量加上去，这样就可以计算其产生的地震力了。它们的重力荷载也由质量产生？（SAP2000中何处设置） yangjunr

（4）是这个意思。 Cheops

（5）或者把骨架部分的材料密度另作定义，使骨架自身包含有点式玻璃的质量，即把沿着骨架的线荷载除以骨架横截面面积所得的值折算为质量单位加上骨架的密度值即可。 whitebai

（6）地震作用是和重力荷载代表值有关的,这就涉及到质量源的选择问题,既可以把玻璃作为点质量加入,也可以作为荷载加入,但是你要注意规范上的关于重力荷载代表值的计算是考虑恒载+0.5活载的! fifyao

22、关于时程分析的问题。

如果我想对钢框架结构进行时程分析，如果只分析水平方向的响应，不用加重力荷载了吧？如果定义塑性铰，想看大震作用下是否出现塑性铰，就得考虑重力荷载吧？我看重力荷载好像在sap里面必须加的，能删掉不加吗？link和框架节点之间的链接默认的是铰结吗？

（1）弹塑性时程分析要加重力荷载。 WYQ

（2）进行结构非线性分析时，重力荷载是必须要加的，因为结构首先是承受重力荷载，再在地震作用下反应。重力荷载的施加可以通过静力非线性分析工况，设置为时程分析的初始状态。 dpl

（3）请问dpl，我现在要做一个考虑重力的非线性地震分析，重力是在时程分析时和地震波一起加，还是先加重力进行静力分析，作为一个时程分析的荷载步然后进行时程分析？ leou

（4）如你说的后一种，先进行重力荷载的静力非线性分析，再进行时程分析。这也是和结构的实际受力过程一致的。