[软件笔记] 结构动力分析中的阻尼系统分类与总结——以SAP2000为例 [Classification and Summary of Damping Systems in Structural Dynamic Analysis — Using SAP2000 as an Example]

实干、实践、积累、思考、创新。 阻尼是结构动力分析中的重要参数,最近做一些振动相关的研究,对软件做了一些测算,以SAP2000/ETABS中的阻尼为例,进行总结。 阻尼类型 SAP2000/ETABS 阻尼共有三种不同类型:模态阻尼(Modal Damping)、粘滞比例阻尼(Viscous Proportional Damping) 和滞后比例阻尼(Hysteretic Proportional Damping)。不同类型的阻尼适用于不同类型的荷载工况。 阻尼指定方式 每一类阻尼又有三种不同的指定方式:(1)针对每个动力荷载工况独立指定(2)通过材料阻尼属性指定(3)接/支座属性中指定阻尼 三种方式指定的阻尼是叠加的,并影响所有荷载工况。 材料阻尼通常用于模型中比结构其他部分阻尼更大的区域,例如土体区域。 连接/支座阻尼通常用于表示离散的耗能构件,或用于表示模型边界处的辐射阻尼。 模态阻尼 (Modal Damping) 模态阻尼用于反应谱荷载工况和模态时程荷载工况。用户也可以选择为直接积分时程荷载工况指定模态阻尼(此时通常仅限于低阶模态)。为荷载工况指定的模态阻尼将与材料模态阻尼和连接/支座模态阻尼叠加。 荷载工况的模态阻尼 模态阻尼表示为结构每个振型的临界阻尼的百分比(阻尼比)。在模态阻尼表单中,可通过以下方式之一指定阻尼: 所有振型取常数:所有振型采用相同的阻尼比。 按周期或频率线性插值:在一系列频率点或周期点指定阻尼值。在指定点之间,阻尼值线性插值。在指定范围之外,阻尼值保持为最接近指定点的值。 质量和刚度比例:这模拟了下文为直接积分描述的比例阻尼,但阻尼值绝不允许超过 1.0(100%)。 此外,用户还可以指定阻尼覆盖值。这些是针对特定振型的特定阻尼值,用于替换通过上述任一方法获得的阻尼值。通常无需使用阻尼覆盖值,除非可能需要减小长周期隔震振型的阻尼。 材料模态阻尼 这也称为“材料复合模态阻尼”。如果已在材料属性中指定了模态阻尼,则该阻尼将自动转换为使用该材料的每个单元的复合模态阻尼。忽略振型之间的任何交叉耦合。每个振型的模态阻尼值通常不同,具体取决于每个振型在由不同材料组成的单元中引起的变形量。 连接/支座单元的有效模态阻尼 对于反应谱和线性模态时程荷载工况,为线性连接/支座单元指定的阻尼系数,以及为非线性连接/支座单元指定的线性有效阻尼系数,都会自动转换为模态阻尼。忽略振型之间的任何交叉耦合。增加的模态阻尼通常因振型而异,具体取决于每个振型在连接/支座单元中引起的变形量。 …

ETABS/SAP2000中截面切割的内力输出惯例 [Section Cut Output Conventions in ETABS/SAP2000]

实干、实践、积累、思考、创新。 ETABS/SAP2000中的截面切割Section Cut功能非常强大,可以利用截面切割抓取任意位置的内力。 这个功能有时候很有用,比如在做局部节点有限元分析时,可以利用Section Cut捕获一些复杂区域的外力输入。 但需要注意Section Cut输出的内力方向。以下内容整理自官方文档(https://docs.csiamerica.com/help-files/sap/Output/Section_Cut_Output_Conventions.htm)。 Section Cut Output Conventions Section cut forces are reported at a single point in the local coordinate system defined for the section cut. …

[数学] Laplace Transform [拉普拉斯变换公式]

实干、实践、积累、思考、创新。 拉普拉斯变换,导数及二阶导数的拉普拉斯变换公式整理: #### 1. 拉普拉斯变换定义 函数 $f(t)$的拉普拉斯变换定义为: $$ \mathcal{L}\{f(t)\} = F(s) = \int_0^\infty e^{-st} f(t) dt $$ 其中 \( s = \sigma + j\omega \)是复频率参数。 #### 2. 一阶导数的拉普拉斯变换 **推导过程**: $$ …

[程序] PulseExtract v2025: A tool for extracting the velocity pulse of near-field earthquake velocity [近场地震动速度脉冲参数计算软件]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 近场地震动因其具有较普通地震动更为复杂的特性及其对工程结构的严重破坏性成为地震工程领众多学者研究的热点问题之一。脉冲型地震动较普通地震动对工程结构有着特殊影响,当脉冲周期与结构基本自振周期相近时,共振效应”的存在使得脉冲地震动作用下产生的结构反应要明显大于普通地震动对结构的影响,从而使结构功能失效的可能性大大增加。因此,脉冲周期为脉冲型地震动的一个重要参数。 近场地震动中速度脉冲周期的确定受高频成分的影响具有很强的不确定性,如何计算脉冲周期是一个研究课题,国内外学者给出了多种脉冲周期计算方法。The near-field earthquake driver has more complex characteristics than the ordinary ground motion and its serious damage to the engineering structure …

[程序案例] IRSA 案例7 —— 等屈服强度折减系数反应谱分析 [Constant Yield-Strength Reduction Factor Response Spectra Analysis Examples of IRSA]

实干、实践、积累、思考、创新。 根据网友建议,IRSA 2025软件( [软件][地震工程][科研] IRSA 2025: Inelastic Response Spectra Analysis Program [弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具] )增加了等屈服强度折减系数反应谱的分析功能。 等屈服强度折减系数反应谱 (Constant Yield-Strength Reduction Factor Response Spectra) ,给出的是不同周期的非线性单自由度体系结构,在不同屈服强度折减系(Yield-Strength Reduction Facto,Ry)下的各类响应。 屈服强度折减系数\({R_y}\)的定义为: \[{R_y} = \frac{{{f_0}}}{{{f_y}}}\] 其中,\({f_y}\)为弹塑性体系的屈服强度,\({f_y} = k{u_y}\),\({u_y}\)为弹塑性体系的屈服位移,\(k\)为体系的弹性刚度,\({f_0} …

[程序] IRSA 2025: Inelastic Response Spectra Analysis Program [弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具]

实干、实践、积累、思考、创新! 程序图标 ( LOGO) 程序介绍 ( Introduction) IRSA 是一个弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具,结合用户的反馈,最近抽了些时间对软件进行了更新,增加了许多功能。 IRSA 2025 is an advanced computational tool for seismic analysis of structures, specializing in nonlinear response spectra and single-degree-of-freedom (SDOF) system dynamics. Designed …

[振动控制] 支座竖向隔振一些注意点备忘 [Some precautions for vertical vibration isolation of supports]

实干、实践、积累、思考、创新! 今日份参会总结,支座竖向隔振一些注意点备忘: (1)竖向隔振支座的类型 目前常用支座包括:橡胶支座、钢弹簧支座、聚氨酯支座。不同支座减振可调节性、隔振效果、使用寿命、后期维护、性能老化特性等均不同。 橡胶支座在国内外经过长期实践检验,国外有100年使用经验,但是又要注意,虽然橡胶特性较为稳定,但也和具体生产技术、应用条件等有关。距一些调研,国内和国外生产的橡胶质量可能并不同,目前国内一些橡胶可能寿命大概10几年或者20年,这个得具体调研。 钢弹簧支座可调性好,频率可调性好自然减振效果好,但是也有适用条件,一般弹簧支座需要考虑侧向问题,具体看项目对侧向刚度的需求及具体支座的设计构造。 聚氨酯隔振支座是一种新材料,可调性及性能老化特性据说是优于橡胶支座,但由于是比较新的材料,相关信息还有待后期调研,先mark。 (2)项目后期维护 既然是支座,那都有使用寿命。因此需要考虑项目后期维护问题,需要考虑支座的更换及支座的性能老化对各种效果的影响。 (3)振动和噪声 振动和噪声可以是相关的,比如二次噪声,是由直接振动引起的,隔了振动,二次噪声也随之减轻。一次噪声的隔离通常可以咨询声环境顾问单位,比如设置隔离屏障之类等等。 (4)支座空间预留 支座需预留足够的空间,一来是隔振自身需要的压缩空间,因为隔振结构的竖向频率与压缩量有关系(这个我们在前面的博文中有提到,Link: [振动控制] 隔振建筑竖向振动频率与支座压缩量的关系 [The relationship between vertical vibration frequency and isolater compression of isolated buildings] ),二是后期维护肯定需要空间。通常来说,维修需要的维护空间可能是更大点。 (5)隔振方案 一些机房或者机械设备的隔振,可以采取的一种方法是在已有的结构上设置隔离子结构,这是比较常见的一种做法,可以很好的和其他不需要隔振的结构相互隔离开,保持各种设计的独立性。比如浮设地板等。 …

[规范资料] 公路桥梁板式橡胶支座 [Laminated bearing for highway bridge]

实干、实践、积累、思考、创新! 项目遇到公路桥梁板式橡胶支座,需要计算橡胶支座的参数,顺便做个资料整理。 公路桥梁板式橡胶支座可以参考规范《公路桥梁板式橡胶支座》,这个规范有两版,旧版是 JT/T 4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》,新版是 JT/T 4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》。 两本规范大体相同,不过有一些表述上有差异,如果是一些老项目,相关表述可能是按2004版规范的,比如支座命名等。 公路桥梁板式橡胶支座包含两大类:(1)普通板式橡胶支座(2)滑板橡胶支座(旧版规范是 四氟滑板橡胶支座),每一类又分为矩形和圆形。 下面整理两版规范与设计比较相关的部分内容。 JT/T 4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》 JT/T 4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》 小结: (1)两版规范大体是类似的,但是一些表述有所调整。 (2)橡胶支座的抗压弹性模量E与抗剪弹性模量G及支座形状系数S相关。 (3)《公路桥梁板式橡胶支座规范 》 JT/T 4-2019 给出了支座的抗剪模量G的建议值,按1.0Mpa取。 有了支座的规格和上面这些公式,我们可以换算支座的竖向刚度和剪切刚度,进而进行相关评估。 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] …

[程序资料] CFHLA 2025 单向往复与疲劳滞回曲线分析工具-更新

实干、实践、积累、思考、创新。 根据网友反馈,更新了CFHLA软件( [试验][工具] CFHLA v2025: Cyclic/Fatigue Loading Hysteresis Loop Analysis [单向往复与疲劳滞回曲线分析及骨架曲线提取工具 2025版] )。 CFHLA适用于疲劳试验滞回曲线的分析,或者单拉或者单压往复滞回曲线的分析,提取各个滞回环结果,结果曲线输出Excel等。具体结果包括:滞回环的位移,力,面积,阻尼比,割线刚度,新版增加了加载段曲线及卸载段曲线对X轴求面积。 这次主要对面积相关变量进行了更新,并整理了CFHLA相关参数的说明,统一整理。 新版软件包括以下功能: (1)多种峰值点识别方法: by Force / by Disp; (2)多种滞回环划分方法: P->N->P 或 N->P>N; (3)对加载与卸载曲线的求交处理,实际滞回环的阻尼比及割线刚度以相交滞回环进行测算。 (4)增加了 峰值点 结果单独输出。 (5)增加了 …

[程序] GMP v2025: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具 v2025版]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMP ( A tool for Calculating Ground Motion Parameters / Intensity measure for Seismic Analysis of Structures) 是一款结构抗震分析C/地震动参数计算工具,程序将地震波积分+反应谱分析+地震动参数分析等功能集合于一身,使用方便。GMP的主要功能包括: (1) 丰富的地震波数据格式导入支持. Rich seismic …

[程序] HLA v2025: Hysteretic Loop Analysis Program [HLA滞回曲线分析工具 2025版]

实干、实践、积累、思考、创新! 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 主要是针对做构件试验的研究生及科研人员做的,软件可支持对称的滞回曲线,不对称的滞回曲线进行分析,获得各圈滞回曲线的割线刚度、等效黏滞阻尼系数、耗能系数,等常用的做构件滞回性能评估的参数。程序非常方便做构件试验的同学使用,只要将试验的滞回曲线导入程序进行分析,可输出常用的分析参数,可直接输出 EXCEL图表,用户导入数据,进行分析后可选择输出EXCEL图表,输出EXCEL后可以对格式稍微做些调整,即可直接用于论文;另外还可以将各圈滞回环曲线输出到文本,更加方便使用者进行数据分析。 等效黏滞阻尼比、耗能系数及割线刚度增加了完全规范算法的数据结果输出,同时改进了软件界面风格,增加了表格显示、增加了参数提示、增加了鼠标坐标显示等等,软件更加易用。 2023版 增加了对滞回曲线划分的新算法,包括byForce和byDisp两类,可处理更加复杂的滞回曲线。 2025版 进一步优化了程序易用性,并增加了 历程图(History Plot)功能,方便使用者合理设置分析参数,进而获得合理的滞回环划分。 程序使用 ( Steps to use) (1)导入滞回曲线(Import hysteretic loop.) (2)计算滞回曲线的常用参数,包括: a: 各个滞回环的面积,面积比,及总能量 ( Loop Energy …

新著 | 《结构地震动力响应Python编程》出版!

实干、实践、积累、思考、创新。 新著《结构地震动力响应Python编程》正式出版!本书由“一线结构工程师”执笔,聚焦结构抗震计算理论及其编程实现,由广州容柏生建筑结构设计事务所(普通合伙)(RBS)与华南理工大学建筑设计研究院有限公司(SCAD)方小丹建筑结构院联合推出。 版权 [Copyright]  书名:结构地震动力响应Python编程 (Seismic Dynamic Response of Structures Python Programming) 作者 [Author(s)]: 崔济东 (Jidong Cui), 沈雪龙 ( Xuelong Shen ), 吴金诚( JinCheng Wu), 赵颖( Ying Zhao). 出版社 [Press]:中国建筑工业出版社 …

[程序] GenVibrationTool: A Toolbox for Vibration Comfort Analysis of Floor Structures Developed Based on MidasGen API [基于midasGen API开发的楼盖结构振动舒适度分析工具箱]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Introduction) 随后更新…   关于我们 超限设计 | 软件定制开发| 环评减振控制 |人致振动控制 | 减隔震设计 | 施工过程模拟 | 小品钢结构 | 有限元开发 | BIM与参数化 | 大震弹塑性 追求卓越 脚踏实地 致力于探索和拓展行业设计前沿 …

[获奖] 获2025年度广东省工程勘察设计行业协会科学技术奖

实干、实践、积累、思考、创新! 近日广东省工程勘察设计行业协会正式公告2025年度科学技术奖获奖名单(关于2025年广东省工程勘察设计行业协会科学技术奖评选结果的公告)。 团队参与的课题 “华南强风区超高层建筑抗风设计关键技术与应用标准实践” 和” 建筑结构设计与施工数智化关键技术创新实践研究” ,获2025年度广东省工程勘察设计行业协会科学技术奖 特等奖 及 二等奖。 简单做个记录,继续加油、积累! 关于我们 超限复杂高层结构设计 |  美标欧标结构设计| 软件定制开发| 环评减振控制 |人行及风致振动控制 | 减隔震设计 | 施工过程模拟 | 小品钢结构 | 有限元仿真分析 | BIM与GH参数化 | 大震弹塑性分析 …

[振动控制] 隔振建筑竖向振动频率与支座压缩量的关系 [The relationship between vertical vibration frequency and isolater compression of isolated buildings]

实干、实践、积累、思考、创新! 昨天参加了 迈达斯主办的 减振降噪专题技术交流会,见到老朋友,也认识一些新朋友,所有专家报告非常精彩,受益匪浅。 其中 广州地铁设计研究院股份有限公司 伍永胜 总工的报告《轨道交通上盖钢弹簧隔振的技术研究》里面介绍了用钢弹簧进行隔振的技术和工程案例,印象比较深刻。 这里做个简单笔记,推导一下里面提到的 隔振建筑竖向振动频率与支座压缩量的关系,如下: 将上部结构等效为单质点质量m,支座等效为弹簧,弹簧竖向刚度为k。 支座的压缩变形为 竖向振动圆频率为 进一步变形,可得支座压缩变形与频率的关系 或者写成下面这种形式 有了上述公式,我们可以画个曲线看看,支座压缩变形和竖向振动频率、周期的关系,如下 由上图可见,随着压缩变形增大,质量增大,频率减少,但是减少速率是非线性的。 有了这些关系,后续就可以利用它分析一些振动问题了。 PS. 但需要注意,这个本质上是评估1阶竖向振动频率。 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool …

[振动控制] 人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估步骤 [Assessment steps for human induced vibration comfort of footbridges and corridors]

实干、实践、积累、思考、创新! 最近搞了几个连廊舒适度分析,人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估和一般楼盖舒适度分析有所不同,涉及到等效人群的概念,对荷载的计算和施加均有影响,此外还可能涉及竖向、横向、纵向三个方向的振动问题。 查了相关资料,做个总结,人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估步骤,如下图 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] [01] [数学][软件] FOUR_TRAN Example 1: Filtering [FOUR_TRAN傅里叶分析工具使用案例1: 滤波] [02] [数学][软件] FOUR_TRAN Example 2: Square Wave Signal …

[程序] YPD 2025: Yield Point and Ductility [等效屈服点和延性分析程序 2025版]

实干、实践、积累、思考、创新! 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 终于完成了 2025版的 YPD的更新。 YPD软件的基本功能:根据构件或结构的力-位移骨架曲线计算等效屈服变形、极限变形和延性系数。软件提供了5种常用的等效屈服位移计算方法,具体包括:几何作图法(通用屈服点法)、等能量法、R.Park、最远点法、EEEP法、ASCE 41法(新增)。YPD软件可以通过图形的方式,显示不同分析方法的求解过程,便于用户检查数据。软件分析结果可以保存到文本文件,也支持多组数据的批量分析。YPD是一个方便研究而编写的效率工具,软件非常易用,特别适合于做实验研究的同学。 The basic function of YPD software is to calculate equivalent yield deformation, ultimate deformation, and ductility coefficient …

[仿真分析] Abaqus中的钢管相贯节点建模出现Bad Geometry异常 [Finite element analysis of circular tubular joints]

实干、实践、积累、思考、创新。 通过外部导入几何模型的方式在abaqus中创建相贯钢管共节点模型经常存在问题,那就是在外部布尔操作好的相贯边界,进入abaqus进行merge后就出现 bad geometry ,导致网格剖分失败。最近又遇到,mark一下。 猜测主要原因是内外部几何处理的精度存在差异导致,对于圆管形状影响非常大,解决办法也较为简单,要么在外部处理好网格,要么进入abaqus后再处理相贯。 相关博文 ( Related Post) [01] [工程][案例][资料] 某农业玻璃温室结构设计 [Structural design of an agricultural glass greenhouse] [02] [工程][案例][FEM] 某工程搭接桁架节点有限元分析 [Finite Element Analysis of Lapped Truss Joints in a …

2024中国知网高被引学者TOP5%

实干、实践、积累、思考、创新。 登录知网的新系统,顺便认证一下作者,获得 2024中国知网高被引学者TOP5%,记录一下。 关于我们 超限复杂高层结构设计 |  美标欧标结构设计| 软件定制开发| 环评减振控制 |人行及风致振动控制 | 减隔震设计 | 施工过程模拟 | 小品钢结构 | 有限元仿真与开发 | BIM与GH参数化 | 大震弹塑性分析 追求卓越 脚踏实地 致力于探索和拓展行业设计前沿 https://www.jdcui.com 合作及技术咨询 COOPERATION & CONTACT …