SAP2000频域分析包括：稳态分析和功率谱分析。

稳态分析

确定性的分析。
任何周期性的荷载能够通过Fourier变换为一系列简谐荷载。稳态分析求解结构在不同频率的简谐荷载作用下的响应，得到响应量与频率的关系。
响应量可以是：位移、应力、内力等。

稳态分析过程

1.建立模型
2.稳态函数
3.荷载工况
4.查看结果

例1

简支梁：跨度6m，截面1000mmX80mm，C20混凝土，跨中机械转轮作用，忽略转子质量、与梁振动的耦合。
转子产生的力：水平力Fx和竖向力Fy的幅值均为emw^2，e为转子偏心距e=0.1m，m为转子质量m=100kg，w为转动的圆频率（w=2πfp），水平力和竖向力相位角相差90度。
此处假定：转子启动时，转动频率从0逐渐增大到30Hz，即fp=0-30Hz，w=2πX（0-30）。

建立模型：简支梁
材料：混凝土C20
截面：矩形1mX0.080m，无截面修正
注意：SAP2000中采用分部质量模式考虑结构质量。需要对简支梁剖分（分割8份）
模态分析
注意：进行稳态分析时要进行模态分析，至少要计算得到0-30Hz内全部自振频率。
模态数量：6，特征向量法
case 1：分析选项：平面：UX、UZ、RY
计算周期和频率，T1=0.0314s，f1=3.1858Hz，w1=20.017rad/s。
case 2：分析选项：平面：UX、RY
计算得到的频率f1=131.55Hz，远大于水平力的频率0-30Hz，故后续稳态分析不考虑水平力Fx作用。
case 3：分析选项：平面：UZ、RY
计算得到频率与case 1一致。

以下例1、例2的分析，分析选项均为：平面：UZ、RY

稳态分析
实质：是模拟荷载Fy=emw^{2=0.1mX100kgXw}2=10w^2，频率变化范围w=2πX（0-30）。
定义稳态函数（命名为ecc）
稳态函数表示的是：F(w)=w^2
定义荷载模式（命名为eccz）
用于反映简谐荷载的作用位置、幅值、方向。
类型为other，自乘系数为0。然后选择跨中节点，施加节点荷载eccz，global坐标系下uz方向10N。
定义荷载工况（命名为steady）
- 施加荷载为：比例系数1X荷载eccz(10N)X函数ecc(w^2)，如果前面荷载模式eccz的幅值定义的是单位荷载1N，则此处比例系数应为10。
- 点击“显示高级荷载参数”，可以定义：相位角、坐标系、角度。
- 频率步：计算0-30Hz内的频率，30个增量，即1Hz一步。
- 设置附加频率：如图。
- 设置滞回阻尼：如图。
结果查看
可以得到任意频率、相位角的位移、应力、内力等的变化。
Uz位移包络值
- 跨中节点最大位移
  不是结构某一真实状态下的变形图
跨中节点的位移随频率（0-30Hz）的变化
- 最大位移出现在fp=3.186Hz情况，即与结构第一自振频率f1=3.1858Hz相等时。
- 第二最大位移出现在fp≈28.56Hz时，与结构第三自振频率一致。
跨中节点弯矩随频率变化

模态分析荷载工况参数详解

（《SAP2000中文版使用指南》）

使用的刚度
施加的荷载
频率步
频率选项
阻尼选项

功率谱分析

功率谱密度函数

概率函数。
为：单位频率上随机变量的平方值。

例2

承接上面的例子，假定设备进入工作状态后，其转动频率随机的分布于0-30Hz之间，出现概率：20-25Hz，95%；0-5Hz，5%；25-30Hz，5%。求此时跨中竖向位移和弯矩。在三个频段内为均匀分布。
注意此时，竖向力仍为Fy=emw^2。

建立模型、模态分析、荷载模式
同上。
跨中施加荷载ecc=10N。
定义功率谱密度函数（命名psd）
本例为：（注意w^4）

定义功率谱分析工况
同稳态分析。
注意：比例系数是Fy=w^{2的比例系数，因为已经定义了静力荷载ecc（即em=10N），此处的比例系数为1。如果比例系数写为2，则相当于功率谱密度函数w}4乘以了4。
查看结果
同稳态分析。
下图为跨中节点位移、弯矩-频率图。

跨中节点位移-频率图

跨中节点弯矩-频率图

深入理解

稳态分析和功率谱分析的荷载模式
考虑：同时施加水平和竖向荷载eccx、eccy的情况。
- 荷载模式定义两个：水平和竖向荷载eccx、eccy，大小均为10N，作用在跨中节点。
- 分析工况：荷载添加两个eccx、eccy，使用稳态函数ecc，比例系数均为1，相位角：0和90。（哪个为0？哪个为90？）

功率谱分析后，响应量的结果
假定例2的情况：在转动频率在0-30Hz内均匀分布，采用功率谱分析后，对比跨中弯矩、位移与例1稳态分析的结果，发现两者有一些不同。

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