OpenSEES学习笔记(3)

2018-11-26 21:29

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。在OpenSees例子中,这些命令有的是建立对象,有的是为实现对象而引入方法(程序)。在OpenSees中,以下三种对象类型是必需建立的:

1、模型:用户首先要建立模型对象,用于定义模型类型。通过ModelBuilder命令可以定义单元、节点、荷载模式及约束条件。

2、分析:在模型建立之后,用户的下一步就是要建立分析对象。分析对象可能是简单的静力线性分析,或者是瞬时非线性分析。在OpenSees中,分析对象包括多个对象元素,有数值算法(SolutionAlgorithm), 加载方式(Integrator), 边界处理方法(ConstraintHandler), 自由度编号处理(DOF Numberer), 计算方法,解方程(SystemOfEqn), 求解器(Solver), 和收敛准则(ConvergenceTest)

3、输出定义:一旦模型和分析定义好,用户则需要规定在分析时得到什么结果。若无输出定义,OpenSees本身不会输出结果,输出结果可是一节点上的时程位移或者一个单元在某点上的内部应力状态。用户通常用Recorder命令保存想要得到的结果。同样也可以用TCL命令。

在以下每个例子中,tcl脚本命令是用于建立模型、分析及记录对象。在这些对象定义好之后,运行分析。在这些模型执行分析时,包括简单的重力分析、推覆分析和由于地震激励下的瞬时分析。这些例子并不意味着和现实完全相同,但是是典型结构的代表。

For OpenSees we have added commands to Tcl for finite element analysis. These commands can be grouped into four sections:

1. Modeling Commands commands added to the interpreter to create the finite element model.

2. Analysis Commands commands added to Tcl to create the analysis procedure. 3. Output Commands commands aded to Tcl to monitor what is happening in the model during the analysis.

4. Misc Commands commands added to Tcl to help monitor and modify the model and analysis during the run-time.

5. DataBase Commands commands added to Tcl to construct a FE_Datastore object. 对于利用OpenSees进行有限元分析,我们已经创建了Tcl命令。这些命令总共可以分成以下四个板块:

1、模型命令:用于建立有限元模型; 2、分析命令:用于建立分析程序;

3、输出命令:用于建立在分析时,输出所要的结果; 4、混合命令:用于在分析时修改模型和分析; 5、数据库命令:用于建立FE数据保存。

到目前为止,主要是用到前三板块,后面两板块尚不知道为何物。

十三、目前关于OpenSees初学习时的问题

1、目前基本知道OpenSees是如何进行结构分析的,但是还是不能整体把握住全过程。这个问题可以通过多练习解决。

2、建立模型的部分基本上没有大问题,不过对于非线性问题的建模还比较大。特别是对于材料定义、截面定义、单元定义这三方面,有待加强。

3、工况定义和分析定义方面现在还比较生疏,特别是对分析元素的理解,现在很不明确。这点急需加强。

4、对于输出定义问题。这个不是很难,可是还不能灵活掌握。可以通过练习解决。

5、最后一点,就是关于整个程序命令的先后顺序问题,这个目前个人觉得没什么大影响,可是把握主要路线可不分先后(如分析时)。可以向高人请教下! 细节问题:

在定义几何转换时,对于二维问题,单元方向不用考虑。对于三维问题,则要定义好。其中有个vecxz是平行于局部座标系x-z平面的向量。还就是关于单元座标系的指定:通常规定,x轴是连接单元两端节点的一个座标轴。而y、z轴的定义是通过向量vecxz定义的,y轴的定义是通过vecxz和x轴的向量积得到。但是现在的问题是vecxz向量是通过z、y轴来确定的。可是z、y轴如何确定呢? In addition to using recorders, it is possible to specify output using the print and puts commands. When no file identifiers are provided, these commands will print results to the screen. We use the nodeReaction command to return the reactions at the individual nodes and the tcl lindex command to obtain the values from these lists. 对于结果输出问题,在输出时如果只用recorders命令,会得到一大堆数据。这很不方便提出有用结果数据。因此,除了使用recorders命令外,还可以用print和put命令规定输出。当没有指定文件标号时,这些命令将会把结果显示在屏幕上。我们用nodeReaction命令回每个节点的反应,以及用lindex命令获得这些结果数据。这样就便于我们直观的检查结果数据。

要求:利用变量定义,为抗地震倒塌和IDA分析建立好备用模型,单自由度和多自由度的模型。在建立模型时,把影响抗倒塌的结构因素全都考虑进去。这是第一步。第二步将是整理好施加工况(荷载、地震)。并建立好分析因素,提取必要的数据结果。第三步通过增加界面应用程序。处理好分析得到的结果。

十四、运行OpenSees的全过程(初学)

(-)、问题定义

在介绍运行OpenSees的全过程时,以一个门式框架以例子进行

讲解。

这个门式框架的简图如下图。

图上尺寸均是英制单位,在下面建立模型时,将全改成国际单位。

这个模型中的单元,可以先以弹性单元,后面可根据需要对单元进行修改。对于分析方面,将会施加三种不同的工况。即: (1)水平位移控制的静力推覆;

(2)水平循环往复位移控制的静力推覆; (3)动力地震动下时程分析。 (二)、建立模型


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