10014钢结构、幕墙结构设计分析软件sap2000自习清晰视频教程-专业problem

PROGRAMPROGRAMREVISION6-连接单元–具有非线性速度指数的SUNYBuffalo

本问题源于ScerandConstantinou1999一书(“SUNYBuffalo报告”)的5节。本例是一个二维三层抗弯框架，对角线位置设置有流体粘滞阻尼器，该阻尼器的力-速度特性为线性。该模型承受水平激励，采用1940ElCentro记录的S00E部分（参见本例后面的“记录”部分）。将SAP2000的振型周期、层间侧移率和层间力-变形关系与振动台实验结果进行了比较。该实验结果记录于SUNYBuffalo报告中。SAP2000的模型。代表各层重量（包括从属梁柱的重量）2.39N-sec2/cmX方向。另外，为阻尼单元指定了一个小的质量，0.002N-sec2/cm。这个小的0.6，端部长度偏移如图所示。假定将阻尼底端连接到一层和SAP2000中将这些单元的刚度设为比其它单元高几个数量级的截面属性。参见本例后面的“框架单元属性”，可获得信息。性”和“DiscussionofNonlinearDamperStiffnessUsedinSUNYBuffaloReport”，可获得信息。 PROGRAMREVISIONPROGRAMREVISION120.510107

阻尼

第三1010101076.2刚性刚性26

数位0.6

阻尼

1076.21076.2刚性刚性261015 10152.39N-sec2/cm质量3456,7100.5它们只在X100.5

阻尼第第二第一20基首层首层首层首层 XX 7Jointsconstrainedasdiaphragm,typicalatLevels1,2,and3

1010101076.22626

Frameelementendlengthoffsets,typical.Rigid-endfactoris0.6

1076.21076.2262615 15102.39N-sec10100.5100.52020 LevelLevelLevelLevelPROGRAMPROGRAMREVISION =21,000,000N/cm2 =0.3A=9.01 =14.614cm4Av=4.42cm2A=6.61cm2I=5.95cm4Av=2.02A=13.22cm2I=11.9cm4Av=2.02cm2A=10,000cm2 =100,000cm4Av=0cm2不考虑剪切变形

线性(k与c并联) =0 =0N-非线性(k与c串连) =2,000 =220N-sec/mmatLevel=235N-sec/mmatLevel=300N-sec/mmatLevelexp=阻尼系数按照按Sc erandConstantinou1999一书的实验取值。参见本例后面的“SUNYBuffalo报告中采用的非线性阻尼刚度”，可获得信息。SUNYBuffalo报告中采用的非线性阻尼刚SAP2000中用到的SUNYBuffalo报告(ScerandConstantinou1999)明显地低估了层间位移。我们相信这个明显的差异是由于SAP2000的SUNYBuffaloreport(ScerandConstantinou1999模型与实际实验模型不符。我SAPSUNYBuffaloSAP模型中的非线性刚度k不合适。k100,000N/mm25,000N/mmSAP2000SUNYBuffalo模型。这些阻尼刚度大约比本例中用2000N/mm10到50倍。本节将描述为什么我们相信刚度为2,000N/mm是更合适的值。SUNYBuffalo报告给出了几个阻尼力-速度关系。这些关系表明这些阻尼FCv05除了大约15mm/sec速度以下，力-速度关系基本是线性的。面的方程中，如果v<0，sign(v)=-1；如果v>0，sign(v)=+1；如果v=0，sign(v)=0。下图绘出了一个阻尼的力-c220N-(sec/mm)0.5，速度指数为0.5，阻尼刚度k值为变化量。对于c=235N-(sec/mm)05和c=300N-(sec/mm)0.5的阻尼可以绘出类似的图。c=220N-(sec/mm)^0.5,exp=0SunyBuffaloreportusedk=100,000N/mmandk=25,0000

k=100N/mmk=1000N/mmk=2000N/mmk=10000N/mm 速 用了名为Example6-007DamperStudy的模型以获取图像的数据。在图中，F=cv0.5k取无限大的情况。k=10,000N/mmF=cv0.5线本10,000N/mmF=cv0.5即可很好地模拟阻尼器。SAP2000的SUNYBuffalo报告模型采用的k值为100,000N/mm25,000N/mm。这两个模型与实验中得到的阻尼特性不一致，因为它们的力-速度关系在15mm/sec速度以下从F线偏移。k2,000N/mm15mm/sec速度以下可使力-F=cv0.515mm/secF=cv0.5参见本例后面的“与阻尼刚度相关的结果敏感性研究”部分，可获得9910个振型即可，并将振型数减少为10Ux和所有的连接单元非线性MODAL分析工况模态的线性模态时程非线性工况，该工况包括振型1、2、3中的模态阻尼。对振型1、2、3的模态时程分析分别采用2.71%、1.02%、1.04%的模态阻尼。如ScerandConstantinou1999一书所述，这些模态阻尼是由无阻尼第一振型为2.71%，对第二振型为1.02%。右图中的实

00000 0 如rdu920loE部分。之所以进行压缩是为了满足振动台实验中用到的四分之一尺寸模型的相似性要求。文件EQ6-007.txt中提供了该记录。该文件每行有一个加速度值，单位为g。按照0.01秒的等间距给出了加速度值。05055))(0(----所测试的SAP2000

本例的独立结果是ScerandConstantinou1999一书的第5节61到73页下表列出了SAP2000123中的三个层的层侧移-时间关系。对其它时程分析工况也给出了类似的结5776.2cm10032376.2cm10023的位移除以非刚性1001的层间侧移率。SAP2000的层0---

0---- 0----

SAP2000和实验得到的各楼层的最大和最--------------------SAP2000的层剪力除以14,070N使其正则化。StructureStructureWeightforShearNormalization=14,070StoryHeightforDrift=76.20----0

- - - - - StoryHeightforDrift=76.2- - - tt0----

StructureStructureWeightforShearNormalization=14,070StoryHeightforDrift=81.3- - - - - SAP2000和实验得到的各楼层的最大和最--------------kk值1,0002,000-----3,000------------k值取1000N/mm得到的结果与实验结果的差值为+13%到+31%（大于实验结果）。采用1000N/mm的k值将导致低阻尼（与实验结果相比）。k3000N/mm得到的结果与实验结果的差值为-1%到-23%（小于实验结果）。采用3000N/mm的k值将导致高阻尼（与实验结果相比）。k2000N/mm（本例中采用的刚度）得到的结果与实验结果的差值为-13%到+7%（小于实验结果）3000N/mmk值将导致高阻尼（与结果对阻尼器k值敏感的原因是阻尼器的速度基本上是+20mm/sec到-20mm/sec，除了少数峰值。在该图中及前文“SUNYBuffalo报告中采用0----- 时间（秒计算模型文件Example6-007,Example6-