opensees总结

1、定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为：geomTransfLinear$transfTag$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，$slaveNodeTag1为从结点。主结点一般为刚性隔板刚心。实例中：rigidDiaphragm3352，表示刚性隔板平动方向为1-2平面，刚心主节点为35点，2号结点为从结点。3、弹性梁柱单元的命令流：elementelasticBeamColumn$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$eleTag是一致的，表示一个单元有自已特定的坐标轴向量，为了编程的方便。陈：例题三4、非线性材料模型的定义(1)uniaxialMaterialSteel0113352000000.00001表示，钢筋的屈服强度为335MPa，弹性模量为200000MPa，硬化系数为0.00001，即屈服平台基本上为水平段。将混凝土材料本构C40改为非线性混凝土本构【Concrete01】，命令流如下：(2)uniaxialMaterialConcrete012-26.8-0.002-10-0.0033材料参数意见参考图所示。注意：混凝土本构Concrete01是最简单的混凝土本构，注意数值是负数，即表示受压段。该本构没有受拉段，即受拉强度为0，表示结构一分析即进入弹塑性。5、采用纤维单元，需要定义纤维截面，纤维截面的定义如下面代码所示：sectionFiber1{fiber-1.125E+002-2.700E+0024.500E+0032………fiber1.150E+002-2.650E+0024.900E+0021}以上命令流表示，纤维截面编号为1，{}内部为子命令流，表示每一个纤维的信息，每一个纤维的定义格式如下：fiber$Y$Z$Area$Mat命令中，$Y表示每个纤维的截面Y坐标（截面中心为原点0）；$Z表示每个纤维的截面Z坐标（截面中心为原点0）；$Area表示每个纤维的贡献面积；$Mat表示每个纤维使用的非线性材料本构的编号。注意：纤维的坐标与材料切线模量可以组装成截面的刚度，而纤维的坐标与材料的应力可以组装成截面的内力（抗力），那么每个纤维的应变可以通过截面的变形与坐标求出。采用纤维截面的单元，即为基于平截面假定。截面变形求解应变是基于平截面假定的。6、采用的单元为非线性梁柱单元，即基于柔度法的纤维单元（NonlinearBeamColumnElementorForceBeamColumnElement），需要输入命令流如下：elementnonlinearBeamColumn$eleTag$iNode$jNode$numIntgrPts$secTag$transfTag其中，$eleTag为单元编号；$iNode为开始结点；$jNode为结束结点；$numIntgrPts为积分点数量；$secTag为纤维截面编号，$transfTag为局部坐标轴编号。积分点数量，也就纤维单元的计算截面数量，纤维单元的刚度与抗力是由截面刚度与抗力沿杆件长度积分所得，显然，不能将全部截面积分，只能采用离散积分，OPENSEES默认的积分方法是高斯-洛贝塔积分（Guass-Lobotto），各阶积分点分布及权函数如下图所示。（OPENSEES后期版本可提供其它积分方法：Legendre,Radau,NewtonCotes,Trapezoidal）。梁柱单元的局部坐标的计算与编号在上章节已描述。7、截面变形记录：本实例采用纤维单元，即可输出每段积分点处截面的变形，记录截面变形的命令如下：recorderElement-file$File-time-eleRange16section$SecPosdeformation其中，$File为记录的文本文件名；-eleRange16，表示记录单元为1~6号；$SecPos为输出积分点号，如下图所示，开始结点为1号，如果积分点数为N，结束结点的截面编号为N，deformation表示记录内容为截面变形。截面变形输出结果中，输出三个数值分别是轴向应变，绕Z轴弯曲曲率，绕Y轴弯曲曲率。积分点分布示意图8、均布荷载的定义。本实例采用均布线荷载，即施加于单元的均布荷载，OPENSEES的线性荷载有两种，一种是均布荷载，另一种是线上点荷载。以均布荷载为例，命令流格式如下：eleLoad-ele$eleTag1$eleTag2....-type-beamUniform$Wy$Wz$Wx其中，$eleTag1为施加荷载的单元编号，-type–beamUniform表示均布线荷载，$Wy$Wz$Wx为三个轴方向的均布荷载值。$Wy表示截面局部坐标轴垂直方向的均布荷载，$Wz表示截面局部坐标轴方向的均布荷载，$Wx表示沿单无长度方向的均布荷载，如下图所示。梁荷载向量示意图陈：例题四9、截面组装。纤维截面是依据纤维截面（SectionFiber）命令流形成，命令流如下所示：##NC400X400sectionFiber1{fiber-1.667E+002-1.667E+0024.444E+0032…………fiber1.650E+0020.000E+0004.900E+0021}可见，纤维截面的编号为1（纤维截面算1个截面本构），对应该截面的抗剪与抗扭本构编号分别为201，301及401，通过截面组装的方式将这四个截面本构组装在一起，命令流如下：sectionAggregator1001201Vy301Vz401T-section1其中，1001为组装后的截面编号，201Vy代表Vy（Y方向抗剪）采用单轴本构201号；301Vz代表Vz（Z方向抗剪）采用单轴本构301号；401T代表T（抗扭）采用单轴本构401号；-section1表示参与组装的纤维截面为1号截面；就这样将三个材料本构与一个纤维截面组装在一组，那么组装后的纤维截面编号即改为1001号。那么，在纤维单元定义时，单元采用的纤维截面编号即不为1号，为1001号，如下命令流所示。elementnonlinearBeamColumn112410011上述6：elementnonlinearBeamColumn$eleTag$iNode$jNode$numIntgrPts$secTag$transfTag其中，$eleTag为单元编号；$iNode为开始结点；$jNode为结束结点；$numIntgrPts为积分点数量；$secTag为纤维截面编号，$transfTag为局部坐标轴编号。10、Push-over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：putsgravity##LoadCase=DEADpatternPlain1Linear{eleLoad-ele5-type-beamUniform0-3.797E+0000…………eleLoad-ele46-type-beamUniform0-3.797E+0000}putsanalysisconstraintsPlainnumbererPlainsystemBandGeneraltestEnergyIncr1.0e-6200algorithmNewtonintegratorLoadControl1.000E-001analysisStaticanalyze10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（patternPlain）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（loadControl）的分析工况所采用的荷载为上面的荷载（patternPlain1）。位移控制加载的命令流如下：loadConst0.0putspushover##LoadCase=PUSHpatternPlain2Linear{load61.350E+0040.000E+0000.000E+0000.000E+0000.000E+0000.000E+000…………load204.500E+0030.000E+0000.000E+0000.000E+0000.000E+0000.000E+000}putsanalysisconstraintsPlainnumbererPlainsystemBandGeneraltestEnergyIncr1.0e-6200algorithmNewtonintegratorDisplacementControl812.000E-001analysisStaticanalyze100上述命令流中，最重要的一个就是荷载恒定设置，为保证重力加载的荷载保持不变，在这基础上施加位移控制，用到以下命令流：loadConst0.0该命令流表明，命令以上的荷载保持不变。后续的命令流，在上述章节已介绍。integratorDisplacementControl813analysisStaticanalyze100表示位移控制加载，控制结点为8号点，位移方向为X方向平动（自由度1），每步位移为3mm，总共分析100步，最终位移为300mm。