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Xtract CAD复杂截面建模小工具
Xtract 是一个非常好的截面分析程序,如果支持国产也可以使用Dino开发DinoSec快速截面分析程序。Xtract更适合于建立非常复杂的组合截面,如果建立复杂截面,推荐使用该项程序,该程序是CAD为基础,建立复杂的构件截面,包括巨型柱及复杂的桥梁截面,该程序需要使用AUTOCAD2013版程序,程序请自行下载。
DinoBox_Xtract CAD建模工具
Author: dinochen1983
Time: 2015-02-02
DinoBox_DinoSEC截面分析程序
DINOSEC截面分析程序使用手册
1)程序介绍:
DINOSEC截面分析程序是基于平截面假定,对常用组合截面进行承载力的计算,通过计算得到主轴的PMM曲线或指定轴力的Mx-My相关曲线,PMM曲线对构件的承载力设计具有指导意义。DINOSEC的输入与输出十分便利,可快速用于工程设计。 计算主要原理如下:
(1)采用平截面假定,应变分布为平面方程。
(2)截面分析采用纤维单元法,即将混凝土与钢材离散为纤维。
(3)迭代分析采用二分法逼近求解。
(4)通过洞口(负应力)纤维考虑纤维重叠的影响,如叠合柱的计算中已考虑
DinoSEC截面分析
Author: dinochen1983
Time: 2014-06-13
ETO_OpenSEES前后处理程序
程序通过邮件申请。
★注意,软件不能下载,是通过邮箱发送软件的。

申请ETO时,注意EMAIL 的写法:(格式一定要对,否则电脑收不到)
邮件题目: ETO (版本号) 下载
注册人: (真实姓名)
学校/单位: (大学或工作单位)
邮件回复,大约需要1~4天的时间。
ETO_程序
Author: dinochen1983
Time: 2014-03-26
分类: OpenSEES | 预览模式: 普通 | 列表

实例6 框架结构弹性时程分析
[下载实例pdf]:点击下载此文件:实例06_框架结构弹性时程分析
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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。




7) 知识点回顾:
(1) ETABS中地震波数据的输入
(2) ETABS中弹性时程分析的设置
(3) OPENSEES中瑞利阻尼的计算及设置
(4) OPENSEES中地震波的输入
(5) OPENSEES中弹性时程分析工况的输入

实例5  框架结构模态分析
[下载实例pdf]:点击下载此文件:实例04_框架结构模态分析
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1)    问题描述:
本例仍采用实例4的框架结构,为了方便对比,改采用弹性截面。结构荷载情况与实例4相同(侧向力荷载不需要施加)。计算其各振型周期与模态。(重力荷载代表值组合为1.0×DEAD+0.5×LIVE)。
 

注意:本题主要介绍振型(模态)计算在OPENSEES的实现过程,模态分析对于结构动力分析中非常重要,往后章节的动力弹性分析,动力弹塑性分析(又称弹塑性时程分析),振型分解反应谱分析等都有着重要意义。模态分析也是检查模型是否建模正确的指标之一。


(1)    ETABS中质量源的定义及振型的输出
(2)    OPENSEES中质量源(结点质量)的定义
(3)    OPENSEES中振型的记录(Recorder)设置
(4)    OPENSEES中振型分析设置及命令流
(5)    ETO程序的振型形状图形后处理实现
实例4  框架结构推覆分析
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1)    问题描述:
本例是一个典型的高层结构静力弹塑性分析的实例,也称为Push-Over实例,即结构施加恒定的重力荷载后,施加一定分布模式(如倒三角形模式)的侧向 力,实现位移控制加载,使结构达到目标位移的分析过程。实体为四层混凝土框架结构,梁柱截面如下图所示,梁截面为B300×600、B300×500,柱 截面为C400×400、C400×600。混凝土本构及钢筋本构如下图所示。混凝土楼板厚度均为120mm,附加恒荷载DEAD为1.5kN/m2,活 载LIVE为2.0kN/m2,重力荷载代表值组合为1.0×DEAD+0.5×LIVE。求Push-Over曲线的全过程。
 
注意:本题采用弹塑性材料,进行弹塑性分析。介绍纤维单元的建模方法。



6)    知识点回顾:
(1)    框架结构在OPENSEES中的建模方法
(2)    基于楼板传荷的力学假定,将楼板的面荷载简化为梁的均布荷载;
(3)    OPENSEES及ETO程序中柱纤维截面的定义;
(4)    截面抗扭与抗剪弹性本构的计算;
(5)    OPENSEES截面组装(Section Aggregator)命令流的介绍;
(6)    OPENSEES中构件P-Delta的命令流介绍;
(7)    OPENSEES中Push-over推覆分析的命令流设置;
(8)    保持荷载稳定的loadConst命令流的介绍。
实例3  简支梁弹塑性分析
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1)    问题描述:
本例是第一个弹塑性分析的例子,OpenSEES的其中一个强项就是采用宏观单元对结构进行弹塑性分析。简支梁结构模型如下图所示,简支梁长度为3000mm,划分成6段。截面为矩形混凝土截面,截面与配筋如下图所示,混凝土与钢材的材料本构如下图所示。求解在均布荷载作用下,采用位移控制,查看结构的整个位移-荷载曲线。
 
注意:本题采用弹塑性材料,进行弹塑性分析。介绍纤维单元的建模方法。

7)    知识点回顾:
(1)    ETABS施加均布荷载选择局部坐标轴输入;
(2)    非线性梁柱单元(基于柔度法的纤维单元)的OPENSEES命令流;
(3)    非线性材料Steel01与Concrete01的OPENSEES命令流;
(4)    OPENSEES记录纤维单元截面变形的定义;
(5)    OPENSEES均布荷载的定义方法;
(6)    位移控制加载分析方法的OPENSEES命令流;
(7)    查看结构弹塑性分析结果(力-位移曲线)及截面变形查看。
OpenSEES实例02_多层框架结构静力分析

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1)    问题描述:
    本例是一个四层的框架结构(梁柱结构)受风荷载(楼层荷载)的作用的静力分析,如图所示。本例主要演示OPENSEES弹性梁柱单元的建模与分析过程。结构模型尺寸如图所示。梁截面为200x600及400x600。柱截面为400x400和600x600,梁柱均采用C40。风荷载信息:B类场地,基本风压为0.50kN/m2,风荷载为Y方向。附加恒载为1.5kN/m2,活载为2.0kN/m2,楼板厚度为100mm。求风荷载作用下,结构的变形。


注意:本题仍然采用弹性材料,即弹性分析。介绍框架单元(梁柱单元)的建模方法。

 知识点回顾:
(1)    ETABS自动风荷载计算介绍
(2)    弹性框架单元的定义及弹性截面参数的计算;
(3)    刚性隔板的定义方法及刚心节点的约束处理;
(4)    梁柱单元的局部坐标轴的定义方法与解释
(5)    了解拉格朗日处理约束方法与刚性隔板定义的关系
OpenSEES实例01_桁架桥结构静力分析

[下载实例pdf]:实例01_桁架桥结构静力分析
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1)    问题描述:
    本题是一个传统的桁架桥结构受重力荷载(节点荷载)的作用的静力分析,如图所示。主要演示OpenSEES桁架单元在结构分析中的应用。结构模型尺寸如下图所示,上弦杆与下弦杆采用H300x500x20x20型钢,所有的腹杆(斜杆)采用H300x300x15x15,顶部采力为4个100kN的集中力(不考虑自重影响),材料采用钢材,弹性模量E为200000MPa。弹性分析,求解跨中变形值。



注意:本题开始就采用3D分析系统,不再采用2D分析系统,主要因为3D分析系统已包括2D的分析内容,用户可以举一反三了解2D问题的分析。本书主要探讨OpenSEES的分析功能及操作使用,不会拘泥于建模的细节,如节点坐标的计算,单元连接的编排。因此本书主要的建模会依靠笔者开发的ETO程序(ETABS TO OPENSEES)及ETABS程序进行建模,于是这里会谈及ETABS的一些简单操作。通过ETABS进行建模,再导成OPENSEES的命令流,通过命令流介始OPENSEES实例结构分析的整个过程。

知识点回顾:
(1)    应用ETO程序,先在ETABS建模,再导成OPENSEES命令流;
(2)    了解整个OPENSEES命令流的格式在常用的命令流;
(3)    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基本命令;
(4)    学习查看输出结果,并与ETABS进行对比,采用ETO程序后处理,显示结构变形。
OpenSEES 截面分析程序

程序下载:点击下载此文件:OpenSEES截面分析程序.rar
程序基于:openSEES v.1.7.2, TCL采用:Active Tcl 8.4.6, 可点击下载程序包:
                点击下载此文件:OpenSees_program_172.rar
使用说明:点击下载此文件:OpenSEES截面分析程序使用说明
本程序的理论背景就是:
[教程]OpenSEES超简单第二课[入门]:截面力-变形曲线计算

本程序采用编程技术开发一个将OpenSEES应用于截面分析。所谓截面分析就是定义好纤维的材料本构后,通过纤维组装与平截面假定,得到截面相关的本构,如M-φ曲线,P-M曲线或PMM曲面。程序如下图所示。输入参数后,点击显示截面可以看到纤维划分情况。
 

输入参数如下:
混凝土材料本构(采用单压Kent-Park本构)
钢筋材料本构(采用带加强段的STEEL01模型)
截面参数:本程序(2011-10-30)只有矩形柱截面。
划分单元大小:可以看出纤维的划分程度,纤维越多,分析时间越长
施加轴力:用于M-φ分析,M-φ是施加一定轴力下的曲线,负数为压力
弯矩方向:本程序(2011-10-30)只有0度方向,即Y方向。
最大弯矩曲率:分析最大的曲率值,调整适当可以捕捉屈服变形。
轴力分段:PM分析时,采用不同级别的轴力(包括拉力压力)

M-φ曲线分析结果如图所示:
 
PM曲线分析结果如图所示:
 
Oct
09

[OpenSEES]OpenSEES_Building Tcl教程视频

[资料]OpenSEES_Building Tcl教程视频
OpenSEES_Building Tcl教程视频从国外网站(youtube)下载下来,已上传至youku网,方便学习OpenSEES的Building Tcl的同学更方便地看到该资源。
以下是视频地址:http://www.youku.com/playlist_show/id_5985941.html



以下是视频地址:http://www.youku.com/playlist_show/id_5985941.html
[教程]OpenSEES超简单第二课[入门]:截面力-变形曲线计算

点击下载此文件OpenSEES超简单第二课[入门](代码与Excel文件)

官方早已有弯矩曲率曲线的计算例子,但是对于入门者,我觉得还是比较复杂。大家知道,最简单的弹塑性分析莫过于是梁截面(轴力为0)的弹塑性分析,也就是弯矩曲率曲线的分析,其中,为了更简单,我采用了用手算都可以复核的工字钢截面作为例子。通过这个例子,大家就知道纤维单元的定义,直至截面弯矩曲率曲线出来的整个过程。分析步:
(1)题目,采用0长度单元,分析一个轴力很小的截面,受弯矩作用,从弹性至屈服的整个过程,如下图所示。

(2)打开OpenSEES程序,本文用的是OpenSEES v172,本网可以下载,打开文本编辑器即可,打入或COPY以下代码,
代码下载地址:点击下载此文件(代码与Excel文件)
wipe                                 ##清空
model basic -ndm 2 -ndf 3;           ##二维坐标空间
node 1 0.0 0.0                       ##二维坐标空间
node 2 0.0 0.0                      
fix 1 1 1 1                          ##底部约束
fix 2 0 1 0                          ##释放竖向变形与一个方向弯矩
uniaxialMaterial Steel02 101 335 200000 0.00001;    ##简单的钢本构
section    Fiber    1001    {                   ##工字钢纤维截面, 详看excel
f
fiber    185    -90    600    101
....................................................................##此处省略
}               
element zeroLengthSection  1   1   2  1001  ##零长度单元
recorder Node -file section1.out -time -node 2 -dof 3 disp  ##记录顶部变形
pattern Plain 1 Constant {         ##施加不变的轴压力荷载,P接近0,纯弯分析
    load 2 1 0.0 0.0
}                                    
integrator LoadControl 0 1 0 0     ##施加不变的轴压力荷载
system SparseGeneral -piv;         
test EnergyIncr 1e-10 200
numberer Plain
constraints Plain
algorithm Newton
analysis Static
analyze 1                   ##初分析
pattern Plain 2 Linear {       ##施加顶部的单位荷载1kNm
load 2 0.0 0.0 1e6
}
integrator DisplacementControl 2 3 1e-6  ##施加加载位移为1e-6转角
analyze 100                    ##分析100步

(3)整个纤维截面只通过FIBER就可以建立了,其实在OPENSEES里面其它建立FIBER 的命令如QUAD,RECT,LAYER都是通过转化最后还是变成一个个的FIBER。截面如下图所示:(在exel文件内)

(4)分析结果的输出,是通过如下命令:
recorder Node -file section1.out -time -node 2 -dof 3 disp  ##记录顶部变形
该命令的time并不是指时间,而是指倍数,倍数的英文也是time。也就是说你定义单位荷载的倍数,意思是达到你控制的位移时,荷载为单位荷载的多少倍,从结果文件看,第一列为倍数,也就是弯矩,第二列为弯曲变形,即2结点的3自由度的值

以下是截面分析程序xtract的计算结果,大家也可以用钢结构的公式进行计算 My=fy*Wz*Rm


Nov
27

[OpenSEES]建立OpenSEES中国论坛



公元2010年11月25日,成功申请到www.opensees.org(非盈利组织org)的域名,并备案成功。于是建立OpenSEES中国学习论坛。
论坛主要是方便大家学习OpenSEES这个软件。在国外,OpenSEES已经越来越多人在用了,国外有很好的官方论坛,如 http://opensees.berkelye.edu, 但是很多是英文为主的。而且在一些校园网是上不了国外网站的,(而且官方论坛不能发表图片与附件),这样严重影响学习的交流,本网站采用Discuz系统,现在很流行的论坛系统,域名就是 OpenSEES.org, org域名是非盈利机构的组织。我的目的就是提供一个平台给大家学习与交流,请大家多多上上这个网。

请大家记得上这个论坛 www.openSEES.org 互相交流OpenSEES的情报。OpenSEES虽然是美国人开发的,但是他的前途很好,越来越多的研究人员加入开发,这是抗震研究的利器。论坛初始阶段还有积累人气,作为版主我需要发更多的资源上去来吸引学习人员的进入。希望不但但是我一个人去做,我希望大家都上去做一些发帖,因为大家的努力才会建立起好的论坛,以前的论坛很多半途而弃的原因就是因为很小人去参与,希望我的 www.OpenSEES.org 不会因为人太少而关掉,我会继续努力发帖的,希望有经验的人上去分享技巧,没经验的人上去发表问题,相信这样大家的努力下,该论坛将会超越美国的官方论坛,成为opensees的重要网站。
无论如何,谢谢大家对 www.dinochen.com 的支持,希望大家同时关注一下 www.opensees.org.

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:http://www.dinochen.com/article.asp?id=21
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ActiveTcl8.4.6.1-win32-ix86-99631.exe。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。所谓的建模,就是打命令流。帮助文件打开后如图所示。


里面的建模命令都在这里面,点击后可以看到所有的步骤,从系统设置——结点——质量——材料——截面——单元——支座——荷载——分析工况——分析参数——分析,全过程。
以下我写一个简单的tcl文件,一边解说。
字体太小看不清,可以下载代码:点击下载此文件

字体太小看不清,可以下载代码:点击下载此文件
建模的内容是建一个柱子,一个侧向位移推它,Push-Over,得到基底剪力与顶部位移的曲线。模型的示意图如图所示,纤维截面大体如下图所示。分析完成会得到两个数据结果文件,也就是Recorder记录的内容,如下。
recorder Node -file DFree.out -load -node 2 -dof 1 2 3 disp;  # 记录顶点2的位移 1,2,3表示三个方向的平动自由度
recorder Node -file DFIX.out -load -node 1 -dof 1 2 3 reaction;# 记录底点1的反力 1,2,3表示三个方向的平动自由度

 
(5)结果后处理:
打开两个结果文件,发现记录是按列记录,如DFree.out的文本,第一列是荷载倍数,第二至第四列是位移UX,UY,UZ,我们将它们复制到excel表格,分列一下,得到如下图所示的数据,将第一列的荷载倍数与UX的水平位移画图,就可以得到最简单的Push-Over曲线了,如下图所示。


(6)学习建议:
★多看一些关于非线性有限元与宏观单元理论的书与论文;
★多动手做一些小算例,练习一下OpenSEES的操作;
★更复杂的模型需要编程实现,尝试掌握编程语言;
★多多与别人交流,加入OpenSEES的群参与讨论,多关注俺的网站!
===========以上是鄙人浅见,且出错甚多请见谅==================


OpenSEES是一个优秀的地震工程开源软件,但是很多使用者在前后处理方面总会遇到不便,我在做剪力墙低周往复试验与足尺钢框架结构的数值分析的时候也遇到这个问题。我是如何解决的呢?我是采用面向对象语言如Delphi,VC++,VB这一类软件去实现。通过本科时候的百步梯科研计划的训练,对计算机图形学也有所了解,采用面向对象语言编前后处理的好处是显示速度快,实时显示,方便调整。虽说前后处理不是计算分析的核心,但是前后处理是软件推广的主要因素呀。我总结一下我用Delphi做剪力墙试验的前后处理的过程:
OpenSEES is an excellent open source software of earthquake engineering, but many users of it have some inconvenience of the prep and post factors. I found the inconvenience when I analyzed the shear wall cylic test and full scale steel frame test. How can I solve the proble?? I choose the OPP language to do that, such as Delphi, VC++ and VB. After the trainning of the 100steps science project, I am so good at comptuer graphics. The avantages of  OPP program are fast display, real time, change easily. The prep and post system is not the core of analysis, however, it's the important factor of  software spread. Now, I has some conclusions of how to make the post programe when I analyze the shear wall.
(1)创建结构要素的数据结构与对象; Create data and objects of the structure elements;
(2)创建结构文本导入程序; Create input text file sub program;
(3)编制结构在OpenSEES里面输出的信息格式; Define the format of OpenSEES output file
(4)编写实时文本读取子程序; Create real time text file reader
(5)编写结构单元及应力云图绘制规则; Define the drawing rules of the structure elements nad stress strain color figures
(6)选取图形绘制系统,建议平面采用DirectX,空间采用OpenGL; Choose graphics system, 2D use DirectX, 3D use OpenGL
(7)调整颜色,粗细等要素,使程序美观; Fix the color, pen width, make the post system as beautiful as you can
(8)调入时间功能,实现动画显示。Set the clock component, change to be the real time animation.
编制后处理程序,可以方便检查你的模型是否正确,结果可视化后可检查分析结果,查看规律。还有一点,让你的论文绵上添花。以下是我的剪力墙的后处理界面,正式论文在十二月的《世界地震工程》发表。
When the post system is finished, it's very useful for checking, not only to check the building errors, but also to find the rules from the results, even more, make your paper much more professional. This is the Post window of my shear wall test simulation, the paper will be published in December. 

2008年11月7日,开始进行基于OpenSEES的CSA研究项目,也叫Hybrid Simulation,该项目由我与王响合作开始进行。我的第一步是研究基于OPP的Delphi去控制OpenSEES程序,实时的放送命令。很久没有搞控制了。查了一些书终于做出来了。这个项目我很感兴趣,同时谢谢日本的Motohide Tada教授在学习资料上面的帮助。
程序源代码如下
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var h:hwnd;
i:integer;
txt:string;
begin
h:=findwindow(nil,pchar('opensees.exe'));
setForeGroundWindow(h);
txt:=edit1.text;
SendMessage(h,wm_char,ord(char(txt[i])),0);
SendMessage(h,wm_char,ord(#13),0);
end;

Current version is: 2.0.0

Your last download was on Thu Jan 10 07:29:54 2008,
and the version was 1.7.5.

OpenSees executables for Windows 98/2000/NT/XP/Vista are available for download. The current version of OpenSees has been tested and is generally stable. However, users may encounter problems when running a new problem for the first time. For that reason we we strongly encourage you to participate in the various message boards hosted by OpenSees. And please report any bugs you find! That, of course, is the whole reason we make these binaries available.
OpenSees uses Tcl/Tk, a general purpose scripting language that we have extended with commands for OpenSees. It is necessary to download a DLL for the Tcl/Tk interpreter.
The first step is download the two files below. The first file a zip file containing the OpenSees executable. The second file is a self-installing executable for Tcl/Tk.
Note that for those of you who have downloaded before, YOU WILL HAVE TO INSTALL Tcl/Tk LIBRARIES AND HEADER FILES AGAIN. This is because we have upgraded to Tcl/Tk Version 8.4.6

DOWNLOAD Windows Binaries
Release_2.0.0 OpenSees2.0.0.exe tcl/tk 8.4.6

After downloading the Tcl/Tk executable you will need to run it to install the DLL's on your computer. As can be seen in the downloading section of the Getting Started Manual you will be asked were to install the files. Currently the default is C:\tcl. It is essential that you change this to "C:\Program Files\Tcl" during the course of the installation. If when you start OpenSees, you see an error message to the effect, "Cannot find tcl84.dll", you have skipped this step and must reinstall tcl. Note that you wil probably have to uninstall the version you just installed first.

Finally, locate the opensees.exe in a convenient directory. It is advisable to execute OpenSees from a DOS shell and you are ready to go!

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