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时程分析——加载动力荷载小结：抗震计算实质是动力弹塑性分析问题，地震波的选取确定了动力荷载的大小和形式，纤维或骨架塑性铰的定义将用于虑结构的弹塑性特性。目前的问题：（1）荷载如何添加：其中包括恒载和地震荷载。（2）弹塑性铰如何定义，并如何分配给相应单元。时程分析——加载动力荷载4.动力荷载的添加4.1通过时变静力荷载考虑恒载效应时程分析不像反应谱分析可以采用用荷载组合的方式考虑地震荷载与恒载累加效应。故，civil中可以采用时变静力荷载的形式首先将恒载通过很短的时间（1s）以动力荷载的形式施加。具体步骤如下：1（1）添加时程函数时程分析——加载动力荷载23注意：1.单位选为无量纲，表示仅在1秒内将荷载（恒载）从0到1施加。时程分析——加载动力荷载12注意：1.像静力分析相同，动力分析也必须定义荷载工况，查看结果以荷载工况的形式查看。2.与静力荷载不同。这里需要定义动力分析的分析方法。（2）添加时程荷载工况时程分析——加载动力荷载（3）添加时变静力荷载1注意：1.本操作目的是将自重及二期荷载以动力（1s内从无到有）的形式添加到结构上。2.最终效果是将静力荷载工况对应的荷载以动力的形式添加到结构后转化为时程（动力）荷载工况。3.时程分析函数确定加载的形式（随时间加载的量级）。23时程分析——加载动力荷载步骤1•确定动力荷载随时间的变化情况（时程函数）•恒载——1s加载地震荷载——随时间地震加速度的变化情况（地震波）步骤2•确定动力分析方法（定义荷载工况）•恒载——非线性静力法地震荷载——接续前次的非线性直接积分发步骤3•添加具体的荷载•恒载—时变静力荷载地震——地面加速度4.2添加接续恒载的地震荷载从时变静力荷载的添加方式可以发现，动力荷载添加一般三步：时程分析——加载动力荷载1（1）添加时程函数（地震波）时程分析——加载动力荷载23注意：1.具体的地震波添加方式详见选波部分。2.注意根据地震波数据的类型选择无量纲加速度或加速度。地震波数据一般有两种，随时间变化实际的加速度值/g的倍数。时程分析——加载动力荷载（2）定义时程荷载工况123456注意：1.每条地震波单独定义荷载工况。2.分析方法采用非线性直接积分法。3.分析步长，特征周期的1/10或者地震波记录的时间间隔。4.勾选累加位移的目的是查看恒载作用下的地震效应。时程分析——加载动力荷载（2）定义时程荷载工况78注意：1.阻尼的计算方法根据规范建议采用瑞利阻尼的方法。2.输入特征周期为基频及高阶振型对应频率3.对于混凝土结构阻尼比填0.054.时间积分参数选择长加速度是稳定收敛的。时程分析——加载动力荷载比例阻尼质量比例型刚度比例型瑞利型柯西型非比例阻尼能量比例型各单元阻尼各单元阻尼粘性阻尼(Voigt型、Maxwell型)滞回型阻尼摩擦型阻尼-内部摩擦型阻尼(材料阻尼)-外部摩擦型阻尼-滑动摩擦阻尼-离散阻尼结构的阻尼一般可分为如下几种形式：时程分析——瑞利阻尼比例阻尼又称为古典阻尼(ClassicalDamping)，是指阻尼与质量或刚度矩阵成比例。一般结构的动力分析可以使用比例阻尼，比例阻尼可分解为各振型的阻尼。非比例阻尼是指阻尼不与质量或刚度矩阵成比例，一般用于由不同材料构成的结构或具有消能减震装置的结构。非比例阻尼不能直接分解为各振型的阻尼，需要通过振型形状计算各振型的应变能和耗能来计算各振型的阻尼比。时程分析——瑞利阻尼瑞利阻尼改善了刚度比例型阻尼在计算高阶振型的影响时的缺陷，将阻尼表现为质量矩阵和刚度矩阵的线性组合。当已知第i个振型和第j个振型的阻尼比和圆频率时，瑞利阻尼的阻尼矩阵和各振型的阻尼比如下。第i、j个振型必须是结构的主振型。时程分析——瑞利阻尼时程分析——瑞利阻尼主振型：两个方向质量参与最大的振型查看对应振型的周期时程分析——加载动力荷载1（3）添加地面加速度注意：1.每条地震波独立的定义一个地面加速度荷载。2.曲线桥在步骤4参照规范调整地震波的角度。2344时程分析——加载动力荷载至此小结：动力荷载通过上述方法已添加完毕。再次总结步骤如下：步骤1•确定动力荷载随时间的变化情况（时程函数）•恒载——1s加载地震荷载——随时间地震加速度的变化情况（地震波）步骤2•确定动力分析方法（定义荷载工况）•恒载——非线性静力法地震荷载——接续前次的非线性直接积分发步骤3•添加具体的荷载•恒载—时变静力荷载地震——地面加速度时程分析——定义纤维模型弹塑性铰的类型可分为单轴铰模型、基于塑性理论的多轴铰模型、纤维模型。单轴铰模型不考虑各内力之间的相互影响，一般用于希望快速获得大致结果的简化计算中。多轴铰模型可考虑轴力和弯矩、以及两个弯矩间的相互影响，但是同样具有不能反映复杂受力影响的缺陷。纤维模型不仅可以准确模拟受弯构件的力学特性，而且可以考虑截面内纤维的局部损伤状态。另外纤维模型同样可以考虑轴力和弯矩、两个弯矩之间的相互影响，但是因为不能反映剪切破坏，所以一般用于剪切变形不大的线单元。纤维模型的计算也是基于平截面假定的。5.定义纤维模型（1）定义纤维模型的目的：考虑材料的弹塑性特性。时程分析——定义纤维模型纤维模型的基本假定如下：（1）满足平截面假定，即变形过程中截面保持平面状态并与构件纵轴垂直。所以不能考虑钢筋与砼之间的粘结滑移。（2）单元各位置截面形心的连线为直线。（2）纤维模型的基本假定：时程分析——定义纤维模型（3）纤维模型的计算思路：时程分析——定义纤维模型各纤维的轴向应变对应的纤维的应力和纤维的切线刚度可通过纤维材料的本构关系(constitutiverelation)计算，并由此判断纤维的状态。将一个截面内所有纤维的应力进行积分可获得截面的轴力和弯矩，对各纤维的切线刚度进行积分可获得截面的柔度矩阵，对单元内所有积分点上的截面的柔度进行积分可得单元的柔度。在计算过程中使用牛顿-拉普森迭代方法计算至满足收敛条件。纤维模型中单元的非线性特性表现在纤维的非线性应力-应变关系(材料本构关系)上。下面介绍程序中提供的钢材、混凝土的本构关系。时程分析——定义纤维模型（3）纤维模型的定义步骤123456注意：1.截面和钢筋均可通过345三步导入，但前提是已经在设计中定义好截面的钢筋。2.6步中程序默认钢筋的材料为类型1材料。3.程序支持此处自定义钢筋（上图蓝色区域）。时程分析——定义纤维模型注意：1.2步为选择截面外框线321时程分析——定义纤维模型注意：1.1步为选择截面外框线及上页生成的保护层内线。231时程分析——定义纤维模型注意：1.即将被分割的区域会以阴影形式显示。2.必须注意修改材料号。1234时程分析——定义纤维模型132时程分析——定义纤维模型123时程分析——定义纤维模型注意：1.最终程序以不同颜色显示不同材料。时程分析——定义并分配塑性铰6.定义并分配弹塑性铰注意：1.Civil考虑结构的弹塑性特性，通过定义并分配弹塑性铰的方式实现。2.Civil提供的弹塑性铰的类型有两种：骨架铰和纤维铰。时程分析——定义并分配塑性铰6.1.定义纤维铰注意：1.纤维铰必须选择分布铰。2.纤维铰无需选择滞回模型的类型。3.注意根据结构的实际情况选择截面类型和截面的材料。4.纤维模型的定义见本文前面章节。5.分布铰和集中铰的区别是分布铰考虑单元任何位置都可能出现塑性铰，集中铰仅考虑单元端点及中心出现塑性铰。1234567时程分析——定义并分配塑性铰注意：1.铰的特性值程序可以自动考虑截面的配筋情况及材料的本构关系计算求得。时程分析——定义并分配塑性铰6.3.分配塑性铰注意：1.本操作目的将定义好的塑性铰赋予相应单元。2.不同的墩（截面、配筋）应定义不同的塑性铰。3.程序支持从其它模型中导入塑性铰特性值。时程分析——定义并分配塑性铰7查看时程结果7.1查看非弹性铰状态——不同点随时间变化的状态注意：1.单纯查看内力可以选择左图“内力图”。2.非弹性较状态可以得到塑性铰更详细的结果。时程分析——定义并分配塑性铰（1）查看铰内力位移结果注意：1.通过激活关注的结构组方便查询结果。2.注意输出的方向，是单元局部坐标的结果。时程分析——查看时程结果12345注意：1.同一荷载工况下可以有多条地震波，通过步骤3选择具体查看哪条。2.内力结果为单元坐标方向上的结果。3.变形结果与内力结果查看方法一致，但须注意变形结果为整体坐标系下结果。时程分析——查看时程结果（2）查看塑性铰状态时程分析——查看时程结果注意：1.上页图中图例中出现level1～level5，表示塑性铰的屈服状态。具体屈服等级的划分界限见右图。2.纤维模型如果没有定义铰特性值，程序不会输出此项结果。（2）查看塑性铰状态时程分析——查看时程结果注意：1.图例中可以看到程序用三种颜色表示铰所处的状态：线性/三个区域。2.本例为三折线模型故仅考虑四个区域。如选择武田四折线，将出现5个区域。3.区域划分点分别为：原点，开裂点（第一次屈服），屈服点（第二屈服）。（2）查看塑性铰屈服状态时程分析——查看时程结果注意：1.延性系数顾名思义就是对应变形与屈服点变形的比值。铰状态level水平根据此值划分。2.D1D2分别表示第一屈服于第二屈服点（开裂状态及屈服状态）。（3）查看塑性铰延性系数时程分析——查看时程结果注意：1.纤维分析结果可以得到单元截面的详细计算结果。2.输入单元号后一定要点击右边的en键。3.点击输出图形后会同时弹出时程表格（见下页图）7.2查看纤维截面分析结果——单元截面随时间变化的状态时程分析——查看时程结果注意：1.通过选择时程表格相应时间点，可以查看截面纤维的屈服状态和变形（内力）情况。时程分析——查看时程结果7.3查看时程分析图形/文本（1）定义结果函数1234567注意：1.定义结果函数的目的是为了下一步查看时间历程下相应的结果。时程分析——查看时程结果（2）查看时程图形结果2341注意：1.函数列表中函数为上页中定义的结果函数。2.横轴可以选择时间或者结果函数。3.输出图形支持鼠标点选功能，同时输出最大值及相应的时间点。时程分析——查看时程结果（3）查看时程文本结果231注意：1.函数列表中函数为上页中定义的结果函数。时程分析——查看时程结果7.4查看结果表格中的作用时间注意：1.本操作可以显示各单元塑性铰出现第一或第二屈服的时间点。2.注意根据塑性铰的类型选择集中或者分布结果。时程分析——查看时程结果7.4按静力方法查看内力或位移结果注意：1.此处显示位移或内力为整个地震波时间历程下的极值。2.比较发现与图表结果一致。时程分析——模拟支座支座分类普通支座减隔震支座板式橡胶支座铅芯橡胶支座盆式支座高阻尼隔震橡胶支座盆式抗震支座摩擦摆隔震支座时程分析——模拟支座1普通支座1.1普通板式橡胶支座时程分析——模拟支座（1）竖向压缩刚度(SDX=EA/L)E值求法：《04混规》8.4.2-8E=EeEbEe+Eb由上式不难推倒整体刚度为:注意:支座形状系数S可以从规格表中直接查得。时程分析——模拟支座A值求法：从上图可以发现A值仅许考虑规格型号-10mm计算面积。圆形支座（d250/52）：A=Ae=πd24=3.14×（250−10）24=45238.93421mm2矩形支座（La×Lb-200×400/52）：A=Ae=La−10Lb−10=（200−10）×（400−10）=74100mm2时程分析——模拟支座L值求法:此处为橡胶层总厚度te类型E(MPa)A(mm2)L(mm)SDx=EA/L（N/mm）圆形，d250/52263.70045238.93437.000322419.704矩形，La×Lb-200×400/52293.73274100.00037.000588258.114竖向刚度SDX时程分析——模拟支座（2）剪切刚度(SDy=SDz=GA/L)类型G(MPa)Ar(mm2)te(mm)SDy=SDz=GA/L（N/mm）圆形(d250/52)1.240715.041371320.5矩形(200×400/52)1.261750372002.7A