opensees总结

精品文档 1欢迎下载 1 1 定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为 定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为 geomTransfgeomTransf LinearLinear transfTag transfTag vecxzX vecxzX vecxzY vecxzY vecxzZ vecxzZ 其中 transfTag transfTag 代表局部坐标轴矢量的编号 vecxzX vecxzX vecxzY vecxzY vecxzZ vecxzZ 表示局部坐标轴的方向矢量 值 2 2 OPENSEESOPENSEES 的刚性隔板假定命令流格式为 的刚性隔板假定命令流格式为 rigidDiaphragmrigidDiaphragm perpDirn perpDirn masterNodeTag masterNodeTag slaveNodeTag1 slaveNodeTag1 slaveNodeTag2 slaveNodeTag2 其中 perpDirn perpDirn 表示刚性隔板的方法 如实例中楼板的刚性隔板的平移方向为U1 X 方向 与U2 Y 方向 即1 2 平面 该值应为3 masterNodeTag masterNodeTag 为主结点 slaveNodeTag1 slaveNodeTag1 为从结点 主结点一般 为刚性隔板刚心 实例中 rigidDiaphragmrigidDiaphragm 3 3 3535 2 2 表示刚性隔板平动方向为1 2 平面 刚心主节点为35 点 2号结点为 从结点 3 3 弹性梁柱单元的命令流 弹性梁柱单元的命令流 elementelement elasticBeamColumnelasticBeamColumn eleTag eleTag iNode iNode jNode jNode A A E E G G J J Iy Iy Iz Iz transfTag transfTag 需要提供截面的截面积A 截面Y 轴惯性矩Iy 截面Z 轴惯性矩Iz 截面扭转矩 截面材料的弹性模量E 及剪切模量G 其中 transfTag transfTag 与 eleTag eleTag 是一致的 表示一个单元有自已特定的坐标轴向量 为了 编程的方便 陈 例题三陈 例题三 4 4 非线性材料模型的定义 非线性材料模型的定义 1 1 uniaxialMaterialuniaxialMaterial Steel01Steel01 1 1 335335 200000200000 0 000010 00001 表示 钢筋的屈服强度为335MPa 弹性模量为200000MPa 硬化系数为0 00001 即屈服平台基本上为水 平段 将混凝土材料本构C40 改为非线性混凝土本构 Concrete01 命令流如 下 2 uniaxialMaterial 2 uniaxialMaterial Concrete01Concrete01 2 2 26 8 26 8 0 002 0 002 10 10 0 0033 0 0033 材料参 数意见参考图所示 注意 混凝土本构Concrete01Concrete01 是最简单的混凝土本构 注意数值是负数 即表示受压段 该本构没有受拉段 即受拉强度为0 0 表示结构一分析即进 入弹塑性 5 5 采用纤维单元 需要定义纤维截面 采用纤维单元 需要定义纤维截面 纤维截面的定义如下面代码所示 sectionsection FiberFiber 1 1 fiberfiber 1 125E 002 1 125E 002 2 700E 002 2 700E 002 4 500E 0034 500E 003 2 2 fiberfiber 1 150E 0021 150E 002 2 650E 002 2 650E 002 4 900E 0024 900E 002 1 1 以上命令流表示 纤维截面编号为1 内部为子命令流 表示每一个纤维的信息 每一个纤维的定义格 式如下 fiberfiber Y Y Z Z Area Area Mat Mat 命令中 Y Y 表示每个纤维的截面Y 坐标 截面中心为原点0 Z Z 表示每个纤维的截面Z 坐标 截面中 心为原点0 AreaArea 表示每个纤维的贡献面积 MatMat 表示每个纤维使用的非线性材料本构的编号 注意 纤维的坐标与材料切线模量可以组装成截面的刚度 而纤维的坐标与材料的应力可以组装成截面 的内力 抗力 那么每个纤维的应变可以通过截面的变形与坐标求出 采用纤维截面的单元 即为基 于平截面假定 截面变形求解应变是基于平截面假定的 6 6 采用的单元为非线性梁柱单元 采用的单元为非线性梁柱单元 即基于柔度法的纤维单元 Nonlinear BeamColumn Element or Force Beam Column Element 需要输入命令流如下 elementelement nonlinearBeamColumnnonlinearBeamColumn eleTag eleTag iNode iNode jNode jNode numIntgrPts numIntgrPts secTag secTag transfTag transfTag 其中 eleTag eleTag 为单元编号 iNode iNode 为开始结点 jNode jNode 为结束结点 numIntgrPts numIntgrPts 为积分点数量 精品文档 2欢迎下载 secTag secTag 为纤维截面编号 transfTag transfTag 为局部坐标轴编号 积分点数量 也就纤维单元的计算截面数量 纤维单元的刚度与抗力是由截面刚度与抗力沿杆件长度积分所得 显然 不能将全部截面积分 只能采 用离散积分 OPENSEES 默认的积分方法是高斯 洛贝塔积分 Guass Lobotto 各阶积分点分布及权函 数如下图所示 OPENSEES 后期版本可提供其它积分方法 Legendre Radau NewtonCotes Trapezoidal 梁柱单元的局部坐标的计算与编号在上章节已描述 7 7 截面变形记录 截面变形记录 本实例采用纤维单元 即可输出每段积分点处截面的变形 记录截 面变形的命令如下 recorderrecorder ElementElement file file File File time time eleRange eleRange 1 1 6 6 sectionsection SecPos SecPos deformationdeformation 其中 File File 为记录的文本文件名 eleRange eleRange 1 1 6 6 表示记录单元为1 6 号 SecPos SecPos为输出积分点号 如下图所示 开始结点为1 号 如果积分点数为N 结束结点的截面编号为N deformationdeformation 表示记录内 容为截面变形 截面变形输出结果中 输出三个数值分别是轴向应变 绕Z 轴弯曲曲率 绕Y 轴弯曲曲 率 积分点分布示意图 8 8 均布荷载的定义 均布荷载的定义 本实例采用均布线荷载 即施加于单元的均布荷载 OPENSEES的线性荷载有两种 一种是均布荷载 另一种是线上点荷载 以均布荷载为例 命令流格式如下 eleLoadeleLoad ele ele eleTag1 eleTag1 eleTag2 type type beamUniform beamUniform Wy Wy Wz Wz 其中 eleTag1 eleTag1 为施加荷载的单元编号 type type beamUniformbeamUniform 表示均布线荷载 Wy Wy Wz Wz 为三个 轴方向的均布荷载值 Wy Wy 表示截面局部坐标轴垂直方向的均布荷载 Wz Wz 表示截面局部坐标轴方向的 均布荷载 Wx Wx 表示沿单无长度方向的均布荷载 如下图所示 梁荷载向量示意图 陈 例题四陈 例题四 9 9 截面组装 截面组装 纤维截面是依据纤维截面 Section Fiber 命令流形成 命令流如下所示 NC400X400 NC400X400 sectionsection FiberFiber 1 1 fiberfiber 1 667E 002 1 667E 002 1 667E 002 1 667E 002 4 444E 0034 444E 003 2 2 精品文档 3欢迎下载 fiberfiber 1 650E 0021 650E 002 0 000E 0000 000E 000 4 900E 0024 900E 002 1 1 可见 纤维截面的编号为1 纤维截面算1 个截面本构 对应该截面的抗剪与抗扭本构编号分别为 201 301 及401 通过截面组装的方式将这四个截面本构组装在一起 命令流如下 sectionsection AggregatorAggregator 10011001 201201 VyVy 301301 VzVz 401401 T T section section 1 1 其中 10011001 为组装后的截面编号 201201 VyVy 代表Vy Y 方向抗剪 采用单轴本构201号 301301 VzVz 代表 Vz Z 方向抗剪 采用单轴本构301 号 401401 T T 代表T 抗扭 采用单轴本构401 号 section section 1 1 表示 参与组装的纤维截面为1 号截面 就这样将三个材料本构与一个纤维截面组装在一组 那么组装后的纤 维截面编号即改为1001 号 那么 在纤维单元定义时 单元采用的纤维截面编号即不为1 号 为1001 号 如下命令流所示 elementelement nonlinearBeamColumnnonlinearBeamColumn 1 1 1 1 2 2 4 4 10011001 1 1 上述上述6 6 elementelement nonlinearBeamColumnnonlinearBeamColumn eleTag eleTag iNode iNode jNode jNode numIntgrPts numIntgrPts secTag secTag transfTag transfTag 其中 eleTag eleTag 为单元编号 iNode iNode 为开始结点 jNode jNode 为结束结点 numIntgrPts numIntgrPts 为积分点数量 secTag secTag 为纤维截面编号 transfTag transfTag 为局部坐标轴编号 1010 Push overPush over 分析设置 分析设置 Push over 是高层建筑结构弹塑性分析方法的一种 其分析过程分两个部 分 一个就是静力弹塑性分析部分 另一部分为Push Over 曲线转化为能力需求曲线进行抗震评估 本 实例只完成第一部分 一般情况下 Push over 过程分重力荷载加载过程 力控制 水平位移加载过 程 位移控制 命令流如下 重力加载的命令流如下 putsputs gravity gravity LoadLoad CaseCase DEADDEAD patternpattern PlainPlain 1 1 LinearLinear eleLoadeleLoad ele ele 5 5 type type beamUniform beamUniform 0 0 3 797E 000 3 797E 000 0 0 eleLoadeleLoad ele ele 4646 type type beamUniform beamUniform 0 0 3 797E 000 3 797E 000 0 0 putsputs analysis analysis constraintsconstraints PlainPlain numberernumberer PlainPlain systemsystem BandGeneralBandGeneral testtest EnergyIncrEnergyIncr 1 0e 61 0e 6 200200 algorithmalgorithm NewtonNewton integratorintegrator LoadControlLoadControl 1 000E 0011 000E 001 analysisanalysis StaticStatic analyzeanalyze 1010 与上述章节介绍的是一样的 是一个简单的力控制加载 假定总施加的重力荷载为G 总荷载步为10 步 每步施加0 1G 注意 施加的荷载工况 patternpattern PlainPlain 与分析设置 一般连在一起 表明后面的分析工况采用的荷载 就是上面的命令流描述的荷载 所以力控制分析 loadControlloadControl 的分析工况所采用的荷载为上面的荷载 patternpattern PlainPlain 1 1 位移控制加载的命令流如下 loadConstloadConst 0 00 0 putsputs pushover pushover LoadLoad CaseCase PUSHPUSH patternpattern PlainPlain 2 2 LinearLinear loadload 6 6 1 350E 0041 350E 004 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 精品文档 4欢迎下载 loadload 2020 4 500E 0034 500E 003 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 0 000E 0000 000E 000 putsputs analysis analysis constraintsconstraints PlainPlain numberernumb