OpenSEES知识学习记录文本
OpenSees自学笔记
OpenSees自学笔记OpenSEES自学笔记(一)“博主按”:本文是我第一次用OpenSEES做仿真分析作业(基于OpenSEES 的方钢管混凝土柱抗震性能分析)过程中点滴记录的自学笔记,发表出来既是和各位(尤其是OpenSEES初学者)交流,同时也算作个自我小结以备日后查阅。
尽管我力求完美,但这些习得中仍然极有可能存在错误!请注意甄别!同时也衷心希望各位高手不吝赐教!另外,由于时间仓促,本人又是初学OpenSEES,所以文章内容上比较零散,见谅!初识OpenSEES我是在《钢筋混凝土结构非线性分析》这门课上第一次听说这个软件的。
老师说(均为个人理解,可能不是老师原话)这个软件能够用纤维单元做有限元分析,在模拟大型结构上比ANSYS、SAP等利用实体单元的有限元程序有优势;经常用于抗震分析科研中;不是一个“设计型”软件(如SAP、PKPM、桥博等);还要求我们用它做两个大作业。
在Silvia Mazzoni, Frank McKenna, Michael H. Scott, Gregory L. Fenves 等人编写的OpenSEES的Users Manual (v2.0)开篇,是这样回答"What is OpenSEES?"这个问题的:· An object-oriented software framework for simulation applications in earthquake engineering using finite element methods. OpenSees is not a code.· A communication mechanism within PEER for exchanging and building upon research accomplishments.· As open-source software, it has the potential for a community code for earthquake engineering.好吧,既然是专业软件,那咱就在接下来的使用中逐渐熟悉吧!软件下载与安装OpenSEES和Tcl的下载页面链接在OpenSEES官网首页左侧的栏目里,点击“Download”即可进入下载页面(下载之前需要注册(新用户)或填写电邮(已注册用户))。
opensees总结
o p e n s e e s总结-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1、定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为:geomTransf Linear $transfTag $vecxzX $vecxzY $vecxzZ其中,$transfTag 代表局部坐标轴矢量的编号,$vecxzX $vecxzY $vecxzZ 表示局部坐标轴的方向矢量值。
2、OPENSEES 的刚性隔板假定命令流格式为:rigidDiaphragm $perpDirn $masterNodeTag $slaveNodeTag1 $slaveNodeTag2 ...其中,$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。
$masterNodeTag 为主结点,$slaveNodeTag1 为从结点。
主结点一般为刚性隔板刚心。
实例中:rigidDiaphragm 3 35 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、弹性梁柱单元的命令流:element elasticBeamColumn $eleTag $iNode $jNode $A $E $G $J $Iy $Iz $transfTag需要提供截面的截面积A、截面Y 轴惯性矩Iy,截面Z 轴惯性矩Iz,截面扭转矩,截面材料的弹性模量E 及剪切模量G。
其中:$transfTag 与$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:例题三4、非线性材料模型的定义(1)uniaxialMaterial Steel01 1 335 200000 0.00001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。
[教程]OpenSEES超简单易懂的入门第一课
[教程]OpenSEES超简单易懂的⼊门第⼀课转载⼀下华南理⼯陈学伟博⼠关于OpenSEES的教程,呵呵。
现在很多研究⽣学习OpenSEES这个程序,⾮常地⽕。
OpenSEES是美国伯克利⼤学⼜⼀个成功的程序。
正确的简写是OpenSEES,"pen" 是⼩写的,呵呵。
OpenSEES我也学得不好,但有⽹友要求我写⼀个简单的操作过程,我觉得应没多⼤问题,但是有个要求,请⾼⼿不要拍砖!献丑了。
⼀般在我的博客可以下载到OpenSEES,⽹址是:下载下来就以下⼏个⽂件,有范例,程序及说明书,这⼏个不到30MB的程序就可以完成⾮线性分析,是不是很神奇呢?(1)安装⽂件:OpenSEES要安装的⽂件只有⼀个,就是。
双击它进⾏安装,不断地按NEXT就可以装完了,如图所⽰。
(2)打开OpenSEES:OpenSEES.exe⽂件是不需要安装的,它是⼀个基于tcl的Dos窗⼝程序,双击打开,如图所⽰。
不像现在的商业软件,⼀打开就是图形界⾯,这⼀点很多研究⽣接受不了,但对于早期接触有限元或电脑的⼈⼀点都不陌⽣。
如以前的3DS,AutoCAD的第⼀个版本就是Dos程序,Abaqus 1.0与Sap4都是Dos程序,就是通过如下窗⼝输⼊命令流的。
当然,学习OpenSEES的⼈不需要⼀个个字打命令流进去,这个容易出错,我们可以学习Ansys做法,把ADPL写到⼀个⽂本⽂件然后Load进去。
正是这样,以下的⽅法就是:先写tcl⽂件,再Load进OpenSEES做计算。
(3)创建OpenSEES⼯作⽬录:由于OpenSEES的程序⾮常⼩,不到5MB,可以在电脑⾥拖来拖去,我们可以创建⼀个新的⽂件夹,只放⼀个OpenSEES.exe,如下较长所⽰。
再创建⼀个空的⽂本⽂件(txt),右键创建就可以了。
改名为test.tcl,然后⽤⽂本编辑器打开,⽂本编辑器,我建议采⽤UltraEdit,速度快且功能多。
(4)编写⼀个简单的OpenSEES的tcl脚本:编写tcl脚本,需要打开OpenSEES的帮助⼿册,⼀步步按照⼿册来建模。
基于OpenSEES的结构性能分析方法研究
南京航空航天大学硕士学位论文基于OpenSEES的结构性能分析方法研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:结构工程指导教师:***2011-03南京航空航天大学硕士学位论文摘要目前性能分析的主要方法包括逐步增量时程分析法(IDA)和静力弹塑性分析方法(Pushover)。
IDA方法并不适用于日常设计。
Pushover方法由于缺乏坚实的理论基础,目前并不存在普遍适用的最优实施方案,因此获得合理的结构非线性性能仍然非常困难。
建立普适于各类结构的性能分析方法,对促进基于性能抗震设计的研究与实践,有重要的理论价值和现实意义。
本文在OpenSEES框架下,提出了新的结构分析方法,为结构性能分析方法的进一步研究打下基础。
本文主要研究内容如下:(1)分析了OpenSEES软件内部主要结构和各模块相互协作的机理。
在OpenSEES环境下,通过典型算例对比研究了采用各种Pushover方法分析结构性能的特点与局限。
研究表明,多模态组合(MPA)方法较固定荷载模式的推覆方法有明显优势;(2)提出基于性能结构自由振动分析方法。
该方法通过与结构第一周期相关的激励使结构产生自由振动,并在自由振动阶段达到最大响应,记录相关数据,获得类似于Pushover曲线的结构能力曲线以及底层位移和顶点最大位移的关系曲线;(3)选用10条地震波对结构进行IDA分析,以平均IDA分析结果为基准,对比研究了自由振动法与MPA方法。
研究认为,该方法对结构整体性能的分析结果与MPA方法相近,对结构局部响应的评价优于MPA方法,具有分析结构非线性性能结果唯一,与IDA方法的平均结果一致的优点,计算量较Pushover方法稍大,但远小于时程分析方法。
(4)研究了结构自由振动分析法对不同激励模式的敏感程度,初步得出最优激励模式。
研究表明,不同模式激励对结构自由振动分析法结果有一定影响,其中以衰减正弦激励模式最优;由于受高频成分影响,非衰减余弦激励模式对结构整体性能的评价局部有相对较大的偏差。
OPENSEES中纤维模型的研究
OPENSEES中纤维模型的研究一、本文概述随着结构工程领域的快速发展,对于复杂结构行为的精确模拟和分析变得越来越重要。
在此背景下,纤维模型作为一种先进的数值模型,在结构分析中的应用日益广泛。
本文旨在深入研究和探讨OPENSEES(Open System for Earthquake Engineering Simulation)中的纤维模型,包括其理论基础、应用方法以及在实际工程中的应用案例。
本文将对纤维模型的基本理论进行详细介绍,包括其发展历程、基本原理以及在OPENSEES中的实现方式。
通过对纤维模型的深入理解,为后续的应用研究提供坚实的理论基础。
本文将探讨纤维模型在OPENSEES中的应用方法。
这包括如何建立纤维模型、如何进行参数设置、如何进行模型的验证和校准等方面。
通过实例分析和具体操作步骤的讲解,使读者能够更好地掌握纤维模型在OPENSEES中的应用技巧。
本文将通过实际工程案例来展示纤维模型在OPENSEES中的应用效果。
通过对实际工程中的结构进行纤维模型建模和分析,验证纤维模型的有效性和可靠性,并探讨其在实际工程中的应用前景。
本文将对OPENSEES中的纤维模型进行全面的研究和探讨,旨在为结构工程师和研究人员提供一种先进的数值分析工具,帮助他们更好地理解和分析复杂结构的行为,从而推动结构工程领域的发展。
二、纤维模型理论基础纤维模型是一种在结构工程领域广泛应用的数值模型,特别是在OpenSees这样的结构分析软件中,它提供了一种精细化的方式来模拟混凝土、钢材等材料的非线性行为。
纤维模型理论的基础在于,它将结构中的每个单元视为由一系列沿长度方向分布的纤维组成,每根纤维都有其独立的应力-应变关系。
纤维模型的核心思想是,通过考虑材料在不同受力状态下的局部行为,能够更准确地模拟结构的整体响应。
这种模型尤其适用于处理复杂的非线性问题,如混凝土的开裂、钢材的屈服等。
在纤维模型中,每个纤维的应力-应变关系可以通过实验数据或材料本构模型来确定,这使得纤维模型具有很高的灵活性和准确性。
最新opensees总结
最新opensees总结1、定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为:geomTransf Linear $transfTag $vecxzX $vecxzY $vecxzZ其中,$transfTag 代表局部坐标轴⽮量的编号,$vecxzX $vecxzY $vecxzZ 表⽰局部坐标轴的⽅向⽮量值。
2、OPENSEES 的刚性隔板假定命令流格式为:rigidDiaphragm $perpDirn $masterNodeTag $slaveNodeTag1 $slaveNodeTag2 ...其中,$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。
$masterNodeTag 为主结点,$slaveNodeTag1 为从结点。
主结点⼀般为刚性隔板刚⼼。
实例中:rigidDiaphragm 3 35 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、弹性梁柱单元的命令流:element elasticBeamColumn $eleTag $iNode $jNode $A $E $G $J $Iy $Iz $transfTag需要提供截⾯的截⾯积A、截⾯Y 轴惯性矩Iy,截⾯Z 轴惯性矩Iz,截⾯扭转矩,截⾯材料的弹性模量E 及剪切模量G。
其中:$transfTag 与$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:例题三4、⾮线性材料模型的定义(1)uniaxialMaterial Steel01 1 335 200000 0.00001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 Concrete01 2 -26.8 -0.002 -10 -0.0033材料参数意见参考图所⽰。
opensees单元剪应力剪应变记录
opensees单元剪应力剪应变记录本次实验使用OpenSees软件对单元剪应力和剪应变进行了记录和分析。
实验中,我们使用了梁单元,通过施加不同的剪力载荷,在不同的剪切变形下,记录了各个节点的剪应力和剪应变。
通过这些数据,我们可以分析出材料在受到剪力载荷时的变形和应力分布情况。
在OpenSees中,梁单元是一种非线性单元,用于模拟材料在剪切力下的行为。
梁单元由面积、惯性矩和剪切模量等参数定义。
根据这些参数,我们可以计算出单元的剪切刚度,然后将其与其他节点相连接,形成整个结构。
在本次实验中,我们采用了一个简单的二维梁结构作为例子。
该结构具有长度L和高度H,并受到一个垂直于梁平面的剪力载荷。
我们分别对两种不同的梁材料进行了测试,分别是钢材和混凝土材料。
首先,我们需要在OpenSees中定义梁单元的材料特性。
对于钢材,我们定义了弹性模量和剪切模量,同时还设置了材料的屈服强度和断裂强度。
对于混凝土材料,我们定义了弹性模量、剪切模量和轴向刚度,还设置了混凝土的抗拉和抗压强度。
接下来,我们使用OpenSees中的节点、单元和加载函数等命令,定义了梁结构的几何形状、材料特性和加载方式。
然后,我们使用合适的加载函数施加剪力载荷,以模拟实际的应力情况。
在梁结构受到剪力载荷时,我们通过OpenSees记录了各个节点的剪应力和剪应变。
通过对这些数据的分析,我们可以得到梁结构中各个部位的变形情况以及剪切应力的分布情况。
在实验结果中,我们可以观察到梁结构的中部区域受到最大的剪切应力,而两端区域则受到较小的剪切应力。
同时,钢材梁和混凝土梁在剪应力和剪应变方面的表现也有所不同。
钢材梁具有较高的剪应变能力,而混凝土梁则具有较低的剪应变能力。
通过对实验数据的分析,我们可以得到结论:钢材和混凝土在承受剪切力时的表现不同,钢材具有较高的剪应变能力和承载力,而混凝土则相对较低。
这些结果对于工程设计和结构分析具有重要的参考价值。
总结来说,本次实验使用OpenSees软件对单元剪应力剪应变进行了记录字数,通过模拟剪切载荷施加到不同材料梁结构上的情况,记录了各个节点的剪应力和剪应变,并进行了数据分析和结论总结。
OpenSEES学习笔记(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改1、利用零长单元模拟阻尼,uniaxialMaterial Elastic 1 6.8098e6;uniaxialMaterial Viscous 2 3.24e5 1;uniaxialMaterial Parallel 3 3 5;element zeroLength 1 $iNode $jNode -mat 3 -dir 1;通常有两种方式:(1)truss element and viscous material.(桁架单元和阻尼材料)(2)force-based beam-column element and Maxwell material(基于力的梁柱单元和Maxwell 材料)。
-、如何运行OpenSEES有三种方法可以执行OpenSees/Tcl命令:1、interactive交互式直接将命令输入Prompt。
2、执行文件输入这种方法是最常用的一种,以source inputfile.tcl方式执行已写好的外部命令文件。
3、Batch模式即以Opensees inputFile.tcl方式在MS-DOS/Unix promt中运行。
二、定义单位和常数在编写一个较大的Opensees命令时。
最好先定义好单位及常数。
在Opensees中,编译器不能自行转换单位。
所以一开始就要先定义好。
单位定义包括两部分:首先定义基本单位;再定义合成单位。
其中基本单位要相互独立。
同时,在定义单位时,既可以按国际公制单位,也可以按私制单位。
因些在单位定义文件中可能是混合的。
我个人建议,还是采用国际公制单位较好。
像国外常用英制单位。
很不习惯。
对于一些常数,如 和g等常数要事先定义好。
在定义这些单位时所用的命令是“set”。
三、生成Matlab命令Matlab是后处理最常用的工具,通过Tcl脚本语言可以得到Matlab命令文件。
opensees中concrete01参数输入
《OpenSees中Concrete01参数输入详解》1. 引言在结构工程领域,混凝土材料是一种常见且重要的建筑材料。
在使用有限元软件进行结构分析时,合理设置混凝土本构模型的参数是非常关键的。
而在OpenSees中,混凝土本构模型Concrete01是常用的一个模型,对其参数的设置和输入是非常重要的。
本文将从深度和广度方面,全面探讨OpenSees中Concrete01参数输入的相关知识,帮助读者更好地理解和应用这一模型。
2. Concrete01模型概述在开始深入讨论Concrete01的参数输入之前,首先简要介绍一下Concrete01模型。
Concrete01是OpenSees中用来描述混凝土材料本构行为的一个模型,它是根据弹塑性理论建立的一个简单本构模型。
通过对混凝土的拉压行为进行建模,Concrete01模型可以很好地描述混凝土在受力过程中的变形和破坏性质。
3. Concrete01参数的基本含义在使用Concrete01模型时,需要输入一系列参数来描述混凝土的力学性质。
下面将逐一介绍这些参数的基本含义,以帮助读者更好地理解其作用。
3.1 弹性模量(E)混凝土的弹性模量是描述其刚度的重要参数,通常以GPa为单位。
在Concrete01模型中,弹性模量E是描述混凝土在应力作用下的变形行为的一个重要参数,影响着结构的整体刚度和变形行为。
3.2 抗压强度(fc)混凝土的抗压强度是描述其承载能力的重要参数,通常以MPa为单位。
在Concrete01模型中,抗压强度fc是描述混凝土在受压状态下的承载能力,对结构的破坏和极限承载能力具有重要影响。
3.3 极限应变(epslonU)混凝土的极限应变是描述其破坏性质的重要参数,通常以无量纲的形式表示。
在Concrete01模型中,极限应变epslonU是描述混凝土在受力过程中的破坏性质,对结构的极限承载能力和变形行为具有重要影响。
4. Concrete01参数输入的细节讨论在了解了Concrete01参数的基本含义之后,接下来将详细讨论这些参数的具体输入方法和注意事项。
OpenSees中的一些关键技术--(1)
OpenSees中的⼀些关键技术--(1)1. 纤维单元的定义和抗剪抗扭的合并。
纤维单元的定义⽅法如下:如图所⽰左图中是⼀个梁的截⾯,其中混凝⼟划分为36个纤维,钢筋有10个纤维,故共有46个纤维单元。
然后,局部坐标按右图来(这⾥插⼊右图的⽬的是想说明y朝上,z朝左),2轴代表y,3代表z,左图矩形中⼼是(0,0),然后每个纤维的中⼼坐标就出来了,⾃⼰计算⼀下就⾏了。
⽐如最右下⾓的纤维应该是两个负数。
定义的时候,⽤以下命令:section Fiber 1 {fiber -1.667E+002 -1.667E+002 4.444E+003 2。
}其中,fiber 后⾯跟的是单根纤维的y坐标值,z坐标值,纤维⾯积,材料编号,这样就定义了⼀个纤维截⾯。
如果定义第⼆个截⾯,section Fiber后⾯写2.下⾯是定义⼀个抗剪和⼀个抗扭刚度,加到截⾯上。
uniaxialMaterial Elastic 201 1.056E+010uniaxialMaterial Elastic 301 1.056E+010uniaxialMaterial Elastic 401 2.857E+014前两个是抗剪的,第三个是抗扭的。
矩形的计算公式为抗剪: Ksy=G*5*b*h/6 ;抗扭: Kt=HB^3(1/3-0.21*(B/H)*(1-B^4/H^4/12)) ; H是长边G是剪切模量。
然后section Aggregator 1001 201 Vy 301 Vz 401 T -section 1将截⾯1的201,301,401 分别赋予1001。
两个⽅向的抗剪,和⼀个⽅向的抗扭。
2. geomTransfer的意义。
看最上⾯右⾯的图,2朝上,3朝左。
由于咱们建⽴的时候就是这么摆放的,所以看2轴,2轴和你的整体坐标中的哪个轴平⾏,哪个轴就是1.例如,对于梁,我们建⽴截⾯的时候都是⽴着建⽴的,即左右长边,上下短边,2轴朝上。
编写:陈学伟 dinochen1983, OpenSEES 实例教程 - 本例仍采用实例
实例6 框架结构弹性时程分析1)问题描述:本例仍采用实例4(实例5)的框架结构,为了方便对比,改采用弹性截面,主要进行弹性时程分析,材料为弹性,时程分析即动力分析。
结构荷载情况与实例4相同(侧向力荷载不需要施加,实际侧向力为地面加速度)。
计算结构在地震作用下的响应(主要提取位移结果)。
(重力荷载代表值组合为1.0×DEAD+0.5×LIVE)。
注意:上述实例讲到了质量矩阵(质量源)的定义,刚度矩阵通过结构几何与材料属性得到,那么接下来只需要定义了结构阻尼,就可以进行结构动力分析,即时程分析。
2)ETABS模型建模(1) 结构模型与实例5相同,相关建模细节请看实例5。
图 ETABS建立框架的几何模型(2) 为了对比OPENSEES弹性时程的分析结果,在ETABS模型同样进行弹性时程分析。
为了进行弹性时程分析,需要输入地震波,(本例只进行单向地震分析)。
(3) 地震波数据导入:(实例的地震波放在光盘“/EXAM06/ETABS/”目录)本算例采用的为单向地震波,地震波文件为:GM1X.txt,通过EXCEL图表画出整个地震波时程曲线如下图所示。
(该时程的时间间隔为0.02 sec)图时程曲线GM1X从时程曲线可知,曲线最大值为3621(该值为无单位数)。
【Define】→【Time History Functions】,如下窗口所示。
选取【Function from File】点击【Add New Functions】,弹出以下窗口。
图 GM1X时程曲线定义窗口(4) 弹性时程分析工况定义,点击【Define】→【Time History Cases】,如下窗口所示。
按窗口的内容填写数据,点击【Modal Damping】右边的按钮【Modify/Show】,可以看到阻尼比的填写框,由于是混凝土结构,阻尼比为0.05。
图时程分析工况内容窗口中输入的内容简介如下:荷载步数为2000步,每步代表0.02s,即总分析时间长度为40s,主轴1方向的地震波时程数据为 GM1X,其放大倍数为0.138(单位为mm/s2),也就是说整个地震波的最大地面加速度为3621×0.138=500 mm/s2,即50gal,属于小震量级。
opensees弧长法
opensees弧长法【最新版】目录1.OpenSees 弧长法简介2.OpenSees 弧长法的应用领域3.OpenSees 弧长法的基本原理4.OpenSees 弧长法的计算过程5.OpenSees 弧长法的优点与局限性正文OpenSees 弧长法是一种在工程领域中广泛应用的计算方法,主要用于分析和解决大型结构在复杂受力情况下的问题。
OpenSees 是一款功能强大的计算软件,其弧长法是其核心功能之一,可以模拟各种复杂结构的受力情况,为结构设计提供重要依据。
OpenSees 弧长法应用领域广泛,包括土木工程、建筑工程、航空航天、机械制造等领域。
在这些领域中,结构通常受到多种力的共同作用,如均布荷载、集中荷载、温度变化等。
OpenSees 弧长法可以模拟这些复杂受力情况,帮助工程师更准确地分析结构的强度、刚度和稳定性。
OpenSees 弧长法的基本原理是基于有限元分析方法。
在计算过程中,将结构划分为无数个小的节点和单元,然后通过节点和单元的刚度矩阵,计算出每个节点的位移和应力。
这种方法可以大大简化计算过程,提高计算效率。
OpenSees 弧长法的计算过程分为以下几个步骤:首先,建立结构的有限元模型,包括节点和单元的刚度矩阵;其次,施加边界条件和荷载;然后,求解线性或非线性方程组,得到节点的位移和应力;最后,根据节点的位移和应力,分析结构的强度、刚度和稳定性。
虽然 OpenSees 弧长法具有很多优点,例如计算速度快、精度高、适用范围广等,但同时也存在一些局限性。
例如,对于某些非线性结构或材料,需要采用更复杂的计算模型和方法;此外,OpenSees 弧长法的计算结果受到网格划分和边界条件等因素的影响,需要有一定的工程经验和专业知识来分析和解释计算结果。
总之,OpenSees 弧长法是一种在工程领域中具有重要应用价值的计算方法。
opensees命令解释
1、定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为:geomTransf Linear $transfTag $vecxzX $vecxzY $vecxzZ其中,$transfTag 代表局部坐标轴矢量的编号,$vecxzX $vecxzY $vecxzZ 表示局部坐标轴的方向矢量值。
2、OPENSEES 的刚性隔板假定命令流格式为:rigidDiaphragm $perpDirn $masterNodeTag $slaveNodeTag1 $slaveNodeTag2 ...其中,$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。
$masterNodeTag 为主结点,$slaveNodeTag1 为从结点。
主结点一般为刚性隔板刚心。
实例中:rigidDiaphragm 3 35 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、弹性梁柱单元的命令流:element elasticBeamColumn $eleTag $iNode $jNode $A $E $G $J $Iy $Iz $transfTag 需要提供截面的截面积A、截面Y 轴惯性矩Iy,截面Z 轴惯性矩Iz,截面扭转矩,截面材料的弹性模量E 及剪切模量G。
其中:$transfTag与$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4、非线性材料模型的定义(1)uniaxialMaterial Steel01 1 335 200000 0.00001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 Concrete01 2 -26.8 -0.002 -10 -0.0033材料参数意见参考图所示。
(word完整版)opensees总结2,推荐文档
1、瑞利阻尼在OPENSEES 中,结构采用瑞利(Rayleigh )阻尼,即阻尼矩阵的大小与结构的质量矩阵,刚度矩阵都相关,瑞利阻尼的计算公式如下,阻尼与刚度质量的关系如下图所示。
[][][]01c a m a k =+式中,ξ为阻尼比,a 0为质量相关系数,a 1为刚度相关系数,[c]为阻尼矩阵,[m]为质量矩阵,[k]为刚度矩阵;ωm 、ωn 为结构两个主振型的圆频率,由于 OPENSEES 能够直接求解振型的特征值,那么特征值与圆频率的关系:=λω。
命令流的解读如下:set xDamp 0.05 ;————设置阻尼比为0.05set nEigenI 1;————主振型1为第1振型set nEigenJ 2;————主振型2为第2振型set lambdaN [eigen [expr $nEigenJ]];————求解两阶振型即可set lambdaI [lindex $lambdaN [expr $nEigenI-1]];————提取第1阶特征值 set lambdaJ [lindex $lambdaN [expr $nEigenJ-1]];————提取第2阶特征值 set omegaI [expr pow ($lambdaI,0.5)];——— —从特征值求圆频率set omegaJ [expr pow($lambdaJ,0.5)];————从特征值求圆频率set alphaM [expr $xDamp*(2*$omegaI*$omegaJ)/($omegaI+$omegaJ)];————alphaM 为a 0,即质量相关系数;set betaKcurr [expr 2.*$xDam p/($omegaI+$omegaJ)]; ———betaKcurr 为a1,即刚度相关系数;rayleigh $alphaM $betaKcurr 0 0———定义瑞利阻尼,只需要填写a0、a1,其它值为0。
1 OpenSees安装及使用
这一公式在有限元分析中应用很广,采用统一式子表达上升段和下 分析时可取: 0 0.002; cu 0.003 ~ 0.004; cu (0.80 ~ 0.85) 0 降段,在ADINA中基本采用此应力-应变本构模型。
1971年Sargin 对Saenz表达式进行修正
A ( D 1 ) 0 0
过镇海箍筋约束高强混凝土双参数本构模型
Av x (3 2 Av ) x 2 ( Av 2) x 3 0 x 1 y ( x) x c x 1 2 a v ( x 1) x f cc 箍筋约束混凝土
f cc
y
c
f cc
x
c c0
fc s 1 1.09v 1 f c b
日本学者 Desayi 和 Krishnan 提出的表达式
Desayi and Krishnan Model
E 1 0
2
fc
0
0
cu
该公式开创了用统一式子表达上升段和下降段,很多学者在此基础 上进行修正和完善。
1964年Saenz 等人的表达式
D为主要影响下降段的参数,对上升段影响很小。 适合用来描述各种标号混凝土及箍筋约束混凝土的本构关系,被 CEB-
FIP MC90欧洲规范采用。
清华大学过镇海提出的应力-应变全曲线表达式
若采用无量纲坐标x=/0,y=/fc, 则混凝土应力-应变全曲线的几何特 征必须满足:
(MPa)
C80
国国家自然科学基金(NSF)资助、西部大学联盟“太平洋地震工程研究中心” (Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER)主导、以加州
陈学伟-OpenSEES前后处理程序ETO及实例教程
OpenSEES前后处理程序ETO及实例教程WSP HONG KONG LTDPrinciple EngineerDr. Chen Xuewei主要内容(Main Content)⏹ETO 简介及开发思路⏹ETO 主要功能介绍⏹OpenSEES 实例教程15分钟简单介绍ETO简介及开发思路ETO 是一款具有与ETABS交互接口的OpenSees 前后处理程序。
节点信息质量源信息截面信息单元几何信息约束信息荷载信息线性材料信息单元定义(如:纤维截面、Transformation )变形显示分析参数设置(如:分析类型、控制参数)记录设置(如:节点位移、单元内力、截面变形、模态)Tcl 脚本文件针对实际问题进行适当修改即可提交运算读取.OUT 结果文件当前操作状态菜单栏快捷按钮工具栏三维可视化界面导入ETABS生成的S2K文件ETO主要功能介绍ETO主要功能介绍单元定义单元类型包括Elastic BeamColumn,Nolinear BeamColumn, DispBeamColumn, Beam with Hinge,Truss。
界面类型包括工字型界面、矩形截面。
材料选择。
GeoTransf包括Linear, P-Delta,Corotational。
截面配筋。
纤维划分定义。
分析类型包括Single Load Control,Single Displacement Control,Gravity+Pushover, Modal Analysis,Time History Analysis, D+L TimeHist Analysis。
控制工况包括荷载控制、位移控制。
材料选择。
非线性设置包括梁柱单元积分点数、钢筋材料序号。
截面组装。
模态数量。
记录设置所有节点位移。
所有框架单元内力。
非线性梁柱单元截面变形。
非线性梁柱单元截面应力-应变关系。
振型特征值。
ETO主要功能介绍显示单元编号显示单元局部坐标轴ETO主要功能介绍显示节点荷载或单元荷载生成Tcl 脚本文件ETO 主要功能介绍节点变形显示实例1 桁架桥结构静力分析6.5e-018 -0.378 -1.653主要介绍从ETABS 建模、ETO 修改模型到生成OpenSees 命令流的流程,并解释命令流中节点建模、节点约束、弹性材料、桁架单元、节点单元输出设置、点荷载设置及分析工况设置等部分的命令,最后对比了ETABS 和OpenSees 的计算结果。
OpenSEES材料库单元库-9页精选文档
OPENSEESOpensees模型OpenSEES中有限元对象被划分成更多的子对象,其中包括节点对象、材料对象、截面对象、单元对象、荷载对象和约束对象等,并且为其子对象提供了多种不同的选择,包括不同的材料类型,截面形式,荷载模式以及约束方式等,再由它们组合成为有限元模型对象。
在程序中建立子对象的命令主要有:Node、Mass、Material、Section、Element、LoadPattern、TimeSeries、Transformation、Block和Constraint等等。
通过上述命令,我们可以分别确定对象中各节点的位置、节点集中质量、材料本构关系、截面恢复力模型、单元类型、外加荷载模式、几何坐标转换类型和约束形式等。
这些命令构建了有限元模型相应的子对象,由这些子对象组合构成有限元模型对象ModelBuilder。
纤维模型纤维模型是指将纤维截面赋予梁柱构件(即定义构件的每一截面为纤维截面),纤维截面是将构件截面划分成很多小纤维(包括钢筋纤维和混凝土纤维)对每一根纤维只考虑它的轴向本构关系,且各个纤维可以定义不同的本构关系。
纤维模型假定构件的截面在变形过程中始终保持为平面,这样只要知道构件截面的弯曲应变和轴向应变就可以得到截面每一根纤维的应变,从而可以计算得到截面的刚度。
纤维模型能很好的模拟构件的弯曲变形和轴向变形,但不能模拟构件的剪切非线性和扭曲非线性。
构件零长度构件可以赋予零长度构件BARSLIPMaterial(这种材料的本构关系可以精确模拟循环加载时在构件节点处由于钢筋的滑移和混凝土的开裂所引起的构件的刚度退化和强度退化现象)来模拟构件节点处的变形,另外用Bond-SP01Material可以模拟节点处钢筋的应力渗透现象(节点处钢筋还没有整体滑移)所引起的构件的强度和刚度变化。
OPENSEES中零长度构件虽然在建模时是零长度,但在计算这种构件变形时却是取其长度为单位长度。
计算时将零长度截面的弯曲曲率乘以1得到构件的弯曲变形。
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1、利用零长单元模拟阻尼,uniaxialMaterial Elastic 1 6.8098e6;uniaxialMaterial Viscous 2 3.24e5 1;uniaxialMaterial Parallel 3 3 5;element zeroLength 1 $iNode $jNode -mat 3 -dir 1;通常有两种方式:(1)truss element and viscous material.(桁架单元和阻尼材料)(2)force-based beam-column element and Maxwell material(基于力的梁柱单元和Maxwell材料)。
-、如何运行OpenSEES有三种方法可以执行OpenSees/Tcl命令:1、interactive 交互式直接将命令输入Prompt。
2、执行文件输入这种方法是最常用的一种,以source inputfile.tcl方式执行已写好的外部命令文件。
3、Batch模式即以Opensees inputFile.tcl方式在MS-DOS/Unix promt中运行。
二、定义单位和常数在编写一个较大的Opensees命令时。
最好先定义好单位及常数。
在Opensees中,编译器不能自行转换单位。
所以一开始就要先定义好。
单位定义包括两部分:首先定义基本单位;再定义合成单位。
其中基本单位要相互独立。
同时,在定义单位时,既可以按国际公制单位,也可以按私制单位。
因些在单位定义文件中可能是混合的。
我个人建议,还是采用国际公制单位较好。
像国外常用英制单位。
很不习惯。
对于一些常数,如 和g等常数要事先定义好。
在定义这些单位时所用的命令是“set”。
三、生成Matlab命令Matlab是后处理最常用的工具,通过Tcl脚本语言可以得到Matlab命令文件。
同时保证相同的分析参数。
如下例:四、定义Tcl命令的方法这种方法是从Tcl语言获得的工具,他是一种广义上的函数或者子程序协议。
这个不是很明白五、读取外部文件外部文件可能是Tcl命令或者是数据。
有以下三种方法:(1)普通读取文件法;(2)重复计算读取文件法;(3)外部数据文件读取法。
(1)普通读取文件法:source.inputfile.tcl。
当外部文件中包括一系列的常用分析命令时,可用这个方法。
(2)重复计算读取文件法:外部文件可能包括一系列重复的计算,则采用以下方法。
随时改变参数。
也是一种交互式的输入(3)外部数据文件读取法:这个命令可以用于打开一个数据文件。
并按行读取,指定每行的值为单变量。
如果一行中有多个值时,则变量是列阵。
而其中每个元素可用“lindex”命令提取。
六、建立模型这项是我们做分析时很关键的一个前提。
常规流程包括以下几个方面:(1)定义变量和参数;(2)建立模型和定义节点;(3)建立模型和使用变量定义节点;(4)定义材料;(5)定义单元。
(1)定义变量和参数:在Tcl脚本语言中变量是用来替代数字的。
一旦被定义好,则可用来代替数字。
当重新要使用这些数字的时候,只需要用“$”字符则可以调用。
如果不用此字符。
则变量名将会被视为字符串命令将导致错误结果。
在定义模型的变量时,通常首先定义好材料参数,然后单元参数,再是重力(质量)参数,最后是分析参数。
设定好变量定义的命令文件有很多好处,当需要对材料或尺寸等变量进行修改时,只需在这个文件中修改即可。
无需修改后面的文件。
在材料参数中,主要涉及到材料的本构关系变量;单元参数中,主要涉及到单元几何尺寸及数量;重力参数中,主要是模型质量分布;分析参数中,主要是增量步长及数值计算参数。
(2)建立模型和定义节点:这些模型节点通常是置于输入文件的开头。
最后的定义结点质量的命令会覆盖先前定义的节点质量。
在定义这些节点时也可以使用变量来定义,效果是一样的。
(4)定义材料:以下的例子是用于定义钢筋混凝土结构的材料。
假定变量都已定义。
当这些命令编制在一个外部文件中时,可以用source命令执行。
(5)定义单元:七、定义输出(1)定义生成分析输出生成的分析输出将取决于分析是静力的还是动力的。
如下例子:(2)定义分析中的数据图八、重力荷载(1)定义重力荷载(2)运行重力分析九、静力分析(1)定义静力推覆分析。
这条命令将在重力荷载被定义和应用之后运行。
(2)运行静力推覆分析。
当运行静力推覆分析时可能用一条命令即可,而单分析参数环境下通常不容易收敛。
因些写个脚本试用多个算法增加收敛的可能性。
或十、动力分析(1)定义动力地面动动分析(2)运行动力地面运动分析十一、关于OpenSEES例子的介绍。
通常在建立分析模型时,重力分析是其中的一部分。
(一)建立模型1、弹性单元2、非弹性单元:包括两种截面类型,a、单轴截面;b、纤维截面。
3、水平荷载:a、静力推覆(包括单调加载和循环往复加载);b、随时间变化的动力加载(动力分析):包括均匀正弦波、多点激励正弦波、均匀地震波、多点激励地震波、双向激励地震波(二)分析过程1、建立模型(1)定义模型维数和自由度数(2)定义节点坐标(3)定义节点约束——边界条件(4)定义节点质量(5)定义单元和单元连接(6)定义输出记录以上为OpenSEES建立模型时的常规步骤。
2、定义和施加竖向荷载(1)定义节点或单元的竖向荷载(2)定义静力分析参数——容差、算法、约束,方程和加载步(3)运行分析(4)保持竖向荷载为常数(为后续的水平荷载分析)(5)重置时间为0。
3、定义和施加水平荷载(1)定义荷载模式(节点荷载为静力分析,支点运动为地震分析)(2)水平荷载分析参数(容差或时间/位移增量)A、静力水平荷载分析:定义位移增量和位移加载路径B、动力水平荷载分析:定义输入地震动及所有相关参数,例如地震波调整和输入类型;定义分析持时和时间增量;定义阻尼。
(3)运行分析十二、OpenSees初级入门篇及简单例子To conduct a simulation in OpenSees, the user creates an input file (a script). A script is just a series of commands that instruct the interpreter what to do. In the case of OpenSees, the commands either create objects or invoke methods (procedures) on those objects. In OpenSees there are 3 types of objects the user must create:1.Modeling: The user first creates a ModelBuilder object whichdefines the type of model, and commands available for building the model. With a ModelBuilder defined the user then creates the Element, Node, LoadPattern and Constraint objects that define the model. In this primer the use of the basic ModelBuilder will be demonstrated.2.Analysis: After the user has defined the model, the next step is tocreate the Analysis object for analyzing the model. This may be a simple static linear analysis or a transient non-linear analysis. In OpenSees, an Analysis object is composed of several component objects and these define the type of analysis that is performed.The component objects consist of the following: SolutionAlgorithm, Integrator, ConstraintHandler, DOF Numberer, SystemOfEqn, Solver, and ConvergenceTest. This approach provides a great deal of flexibility in how an analysis is conducted, but requires knowledge on behalf of the user as to what the different options provide.3.Output Specification: Once the model and analysis have beendefined, the user must specify what is to be monitored during the analysis. OpenSees by default will producde no output. The outputs specified could for example be the displacement history at a node or internal stress state at some material point in an element element. The user typically creates Recorder objects to store what the user wants to examine, though the user can also use the tcl puts command.In each of the following examples, tcl scripts are used to create model, analysis and a recorder objects. After these objects have been created, the analysis is performed. The analyses performed on these models consist of simple static gravity analysis and pushover analysis and transient analysis of models subjected to earthquake excitation. The examples are not meant to be completely realistic, but they are representative of typical structures. They are intended to remain s以上这些文字的主要是意思是:为了用OpenSees完成模拟,用户先要创建一个输入文件(脚本),这个脚本是由一系列命令构成的,这些命令指导编译器如何进行。