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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
预览模式: 普通 | 列表

[Dino爱编程]如何绘制Lissajous曲线的动画演示



小程序下载:
点击下载此文件: 绘图小程序Lissajous.exe

以上是 Lissajous 曲线的动画。大家看一看,像不像一个网壳结构。
一条数学公式生成一个斜交网格
Lissajous 曲线 ,数学的优雅。
介绍以下一个著名的斜交网格结构,也是出于WSP公司之手  HEARST TOWER


【Dino爱编程】系列有时候会分享一些美妙的数学曲线,有时侯一些数学曲线可以直接展示数学之美,以下的就是一个最好的例子,之前讲过乘法圆曲线(这里是链接:http://dinochen.com/article.asp?id=277)。以上编程的灵感来源于国内一个数学知名博主的博客 matrix67.com, 这里面有丰富的数学内容,大家有兴趣可以去逛逛。


Lissajous曲线,双叫做示波器曲线,可以通过示波器进行生成的。如下图所示。
曲线上点坐标 px py,它的参数方程 x = sin(m · t), y = sin(n · t) ,其中,m与n是定量参数。
通过随着 t 值 的增加,平面上将会画出一系列漂亮的曲线。法国物理学家 Jules Antoine Lissajous
曾在 1857 年研究过这类曲线,因此人们把它叫做 Lissajous 曲线。


matrix67.com在他的博客上绘制了曲线, http://www.matrix67.com/blog/archives/6947
那么参考matrix67的方法,我通过lazarus编程绘制现 m = 13, n = 18 时的 Lissajous 曲线
动画如下图所示。程序界面如下图所示。



以下是主要的源代码:由于曲线需要动画显示,所以采用了 timer功能。

procedure TForm1.tmr1Timer(Sender: TObject);
var di:double;
begin
 di:=200;
 px:=di*sin(m*tt);
 py:=di*sin(n*tt);
 form1.draw_image;
 tt:=tt+dt;
end;

procedure tform1.draw_image;
begin
  img1.Canvas.Pen.Color:=RGB(51,155,223);
  img1.Canvas.Pen.Width:=2;
  ax:=Round(img1.Width/2+px);
  ay:=Round(img1.Height/2-py);
  img1.Canvas.Pen.Mode:=pmNot;
  img1.Canvas.Ellipse(oldx-5,oldy-5,oldx+5,oldy+5);
  if (oldx<>0) and (oldy<>0) then
  begin
  img1.Canvas.Pen.Mode:=pmcopy;
  img1.Canvas.MoveTo(oldx,oldy);
  img1.Canvas.LineTo(ax,ay);
  end;
  img1.Canvas.Pen.Mode:=pmNot;
  img1.Canvas.Ellipse(ax-5,ay-5,ax+5,ay+5);
  oldx:=ax;
  oldy:=ay;
end;

以上代码非常有用,有一张动态曲线的展示,如滞回曲线,振动曲线等一般都是这么编程显示出来的。
以上是【Dino爱编程】的纯技术分享。


[小记] 结构弹塑性分析程序OPENSEES原理与实例[第二版]出版

以下是新的封面设计,以橙色为主色,原来的一版已经是旧的。

 

OPENSEES要出新书了,全名是《结构弹塑性分析程序OPENSEES原理与实例(第二版)》,没错,是第二版,在原来的版本的25个实例的基础上增加了10个实例,新的10个实例已经上网站公开(晚些时侯会撤走),全部实例为35个实例,包括增加了新的单元介绍与新的二次开发实例,特别有趣的是陆新征老师开发的分层壳单元、桥梁小游戏的开发、拓扑优化小实例。对于第一版已经出版的内容进行补充与校对,增加多一些细节。把OpenSEES实例教程的书与网上资源有效地连接起来,让读者更容易在官网上找到资料,也补充了一部分的视频教程。本书的重要自编程序工具ETO程序进行了更新,增加了新的单元如铁木辛柯梁、带塑性铰的杆件单元及分层壳等,后处理增加了可以处理的动画效果。ETO程序将会不断更新,读者通过书上的二维码得到所有的实例资料、小程序、也包括最新版本的ETO ,光盘内文件等 。对于书的评论与问题,可以在我的博客网站Dinochen.com上的留言板进行提问。谢谢广大对《结构弹塑性分析程序OPENSEES原理与实例》一书的支持的读者们,你们的支持是我出第二版书的动力。同时感谢我的博士生导师韩小雷教授,季静教授,感谢林哲同学的编制工作,感谢dinochen.com的粉丝们,他们提了很多建设性的建议,特别感谢为本书的第一版写序与介绍的韩小雷教授、吕大刚教授、Tony Yang教授、古泉教授的支持。

★以下是第二版的书新增加的实例

[实例26],组合梁的弹塑性分析
[实例27],型钢混凝土柱的静力弹塑性分析
[实例28],带防屈曲支撑的钢结构低周往复分析
[实例29],框架结构拟倒塌试验分析
[实例30],塑性铰纤维单元的弹塑性分析
[实例31],单元生死在分析当中的应用
[实例32],基于分层壳的剪力墙弹塑性分析
[实例33],侧向多自由度简化模型的建模
[实例34],基于OPENSEES的桥梁游戏开发
[实例35],基于OPENSEES拓扑优化程序开发

【ETE专题】节点有限元分析在结构分析中的应用

[小编:李明]

[下载讲义PDF]:点击下载此文件:节点有限元分析讲义
[下载PPT文件]:点击下载此文件:节点有限元分析PPT 

 
(1) 介绍主流的节点有限元分析软件。

(2) 介绍ABAQUS进行节点分析的特点:常用的桁架单元,梁单元,壳体及实体单元,另有tie,内嵌,coupling,连接器等接触单元(自由度处理方法),也具备线弹性材料,基于损伤理论的非线性材料,还可以自定义UMAT等。建模方面,支持复杂几何实体的IGES,SAT的格式,程序可以进行布尔运算。 由于上述的属性,ABAQUS可以很好地进行节点有限元分析。以下是整个节点分析的主要过程:

(3) ABAQUS的大部分应用场景是,采用AUTOCAD等CAD软件进行空间建模,然后采用ABAQUS进行补充建模,主要就是合并,布尔,分体及单元划分。其它应用场景有采用INPUT进行文本建模,或采用第三方的单元剖分,如HYPERMESH等,这里就不展开介绍,这里主要讲采用CAD+ABQUS的建模方法。



(4) 以下是常用的3D-CAD中用到的立体模型生成的功能,从平面到立体,有拉伸,扫掠,放样,旋转等,CAD也能进行一些简单的布尔运算:合并,减除,相交 

(5) 有限元建模分节点模型与区块模型,区块模型可以从结构模板图出发,如下所示,采用一系列的拉伸就可以建完模型了,当然还需要一些布尔运算


(6) 混凝土块体部分的建模相对简单,复杂的在块体内钢筋的建模,钢筋一般采用TRUSS单元,在CAD内是单线,采用AUTOCAD建模如下图所示。钢筋的复制建模大量采用3D-ARRAY这个CAD命令。 

(7) 钢筋的线模在建模的过程中要注意,纵筋与箍筋的距离不宜过小,钢筋不要跑到混凝土外表面去了。

(8) 构件分组:这个很重要,不同的材料不同的类型记得分组,分图层。如基础、构件、钢配件、钢筋与钢骨,都应该在不同的组,方便管理,钢板厚度不同,钢筋直径不同也需要分开。

(9) 在AUTOCAD完成大部分建模以后,我们把AUTOCAD的模型导出为IGES格式。IGES格式可以把钢筋也能包括进去,SAT格式就不可以了。

(10) 弹性模型可以不需要导入钢筋,只有弹塑性分析才需要导入钢筋网。 

(11) 在分析前,进行网格部分试算检查,有问题越早发现越好,记得另存为。 

(12) 输入材料的定义,混凝土与钢筋在进行弹塑性分析时,要输入弹塑性本构 

(13) 输入截面的定义,定义好构件截面,主要是钢筋的截面,一般采用TRUSS

(14) 组装构件:因为在前面定义好了不同的图层,所以这个分组定义就相对容易了。

(15) 定义分析设置:ABAQUS的弹塑性分析是采用自适应增量迭代法的,你需要设置最大迭代步数(可以理解成迭代多少步以后算不下去跳出)及最小迭代增量值(可以理解成最小每步加载)。

(16) 定义RP加载点,这个很重要的功能,因为节点分析的外力是从整体模型中得到,是一些杆件端部点荷载,这些点荷载要作用于实体单元上的一个面,就要作用于面上的一个代表结点,通过刚度分配到这个面上的所有点上。所以要进行RP点的指定,一般是受力的中心。 

(17) 定义tie,构件与构件的面连接,可以采用TIE进行连体, 不同组之间,无论你建模的两个面之间有多近,也是离开的(自由度独立),所以要采用TIE把这两个面帖起来。

(18) 定义内嵌(Embed),钢骨(壳元),钢筋(桁架单元)都可以内嵌于实体单元中。内嵌的作用就是实体单元的变形,会使单元内的钢筋与钢骨协同变形。

(19) 定义荷载。刚才讲的RP点就是用来加点荷载的,加载外力的方向采用右手法则。

(20) 定义位移约束(支座)。节点除了力边界,还有位移边界,采用BC(边界约束)进行定义。 

(21) 网格部分(在有限元分析中占重要地位):第一步,剖分TRUSS单元,这是关键的一步。然后对实体,壳体进行网格划分,指定网格大小,100~300比较常用。稳定划分可以采用TET(三角形四面体)格式进行网格划分 


(22) 补充参数设置:自定义本构的位置,GPU多核计算的设置等。


 

(23) 导出INP的功能,导出INP方便以后进行批量计算,脱开了图形界面,采用文本修改。


 (24) 运算完成后,点击RESULTS查看结果,ABAQUS的前处理就介绍这么多了,后处理需要用到一些如PYTHON的往后再介绍。 



============END==============

[opensees]实例34_基于OPENSEES的桥梁游戏开发


[下载实例PDF]:点击下载此文件:实例35_基于OPENSEES的桥梁游戏开发
[下载实例文件]:点击下载实例文件 


1)问题描述:
本实例是一个基于图形界面的小游戏的开发,计算核心是采用OpenSEES,主要介绍通过delphi或lazarus开发一个图形界面,可以快速进行刚构桥的建模,施加行车荷载(参考前面实例中影响线的计算方法),最后通过动画的形式显示结构的整个过程的变形。这个小游戏可以用于练习结构布置,学习结构概念,了解不同结构受力变形的特征,结构形式的效率等等 。这有利于应用于STEM 教学。本实例会展示部分快速建模的源代码,并展示最后用于桥梁分析的opensees命令流。

(1)采用遍历的方法生成结构模型的全部结点。
以下是关键代码,USED代表结点是被使用。PX,PY代表结点的坐标,整个屏幕的网格共有32X20个结点,只有被使用的结点才会被重新编号且生成于OPENSEES的代码当中。初始结点是NODE,存在很多空结点 ,重新编号后是KNODE,全部是被使用结点,两组编号要对应起来。
(2)通过鼠标建立桥梁的杆系模型,所以杆件采用两个结点连接。
以下是增加单元的代码,在屏幕上的定好起点AX,AY与终点BX,BY,就可以确定一个构件的左右结点的编号,通过坐标反向计算结点的编号(因为编号顺序与坐标位置是相关的),确定了单元的左右结点以后,就可以增加一个新的单元。程序生成两类构件,自已绘制的蓝色构件及红色的桥面构件。有单元的结点,指定为结点被使用,在重生成被使用结点时进行重新编号,单元的编号中I,J为原始编号,KI,KJ为结点重新编号后的编号。
(3)桥梁的左右两端的节点均为固定支座,也就是自由度全部锁死。
总共有左右两端的支座,共计8个结点,如图所示。

(4)桥面节点(荷载相关作用点)
注意:需要一个找桥面点的一个过程,从左到右,确定部分构件是桥面单元,桥面的单元上的结点将会被施加荷载。

(5)程序自动指定桥梁的位置活动荷载(模拟桥面上的车从左到右行走的过程)
每一步的荷载位置及大小的变化如下图所示,整个过程以此类推。原理如下图所示。
(6)生成全部的opensees命令流,保存文件名为CO.txt
整个OPENSEES生成的代码如下所示:

(7)程序调用opensees程序运行命令流文件,运算完程序后即可得到全部的输出文件
以下命令流代表输出全部的结点的变形值
(8)桥梁程序读取输出的文本文件,主要是每个结点的位移,即可得到整过车运动过程中的结构的整体变形。
以下代码代表读取每个结点的变形,并把每个结点在每一个荷载子步的值存起来,用于绘制动画效果,其中结点的位移会在MX,MY的数组内。
(9)对全部结点进行求最大值,得到全部节点中,最大的结构变形位置。整个小程序的制作过程就完成了。每隔一定时间绘制整个屏幕,即为动画效果,采用了编程中的Timer计时器控件功能。


=============end================

[每周挑战]造物_造一个狂喝水的机器人


为了保持健康的良好生活习惯,一天最少要喝8杯水,由于工作太忙经常忘记喝水,那就造一个机器人来提醒一下自已吧。

 
喝水机器人是DINO-ROBOT系列第一次采用ARDUINO板进行控制,
也就是第一次采用控制电路的机器人(后续会有更多的机器人是采用ARDUINO的)。
这次还是与以前一样简单粗暴,
不过这次采用了一个小的ARDUINO板及一个舵机去控制运动的手臂。

 


第1步,在3DSMAX设计出可爱的喝水机器人DRINK-BOT的外型。由于机器人长期要喝水, 为了偷懒,嘴巴就长期张开吧。手的摆动一定要计算准确,让水杯刚好进入口中,把水喝掉。
在设计完成后,可以借助3DSMAX进行动画模拟,看看最后的运动效果。




 

最后电子与机器的分布如图所示。


与以往的风格一样,这个装置现在可以用到arduino电子版也可以不用,会基本电路就可以安装了。材料如下:
(1)4个 1.5V的电池与电池盒,用来给舵机供电
(2)1个9V的电池给ARDUINO供电
(3)1个ARDUINO MINI 板,需要很小的尺寸要装在盒子内
(3)1个90度或180度的舵机
(4)电焊铁,电线及热融胶枪
(5)小型开关2个,一个用来打开ARDUINO板,一个用来打开舵机电池
(6)电线若干。其它就是用3D打印机打印。
材料就是相对多一点,经过训练的小学生都能做这个小型装置。
注意,由于只采用1个舵机,没有复杂电路。

第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第三步的打印。

第4步,对构件进行粘合,采用热融胶枪连接部件,如下图所示。

以下是头部与导管的制作(呀呀呀!!!!)头部与导管是一整件的。


舵机只控制右手,左手随右手转动,舵机用热融胶固定在身体的盒子内,电池盒是机器人的背包,9V电池与ARDUINO板放在盒子内部。全部采用热融胶后如下图所示。


第5步,对ARDUINO板写入代码,这个代码就是就是ARDUINO板舵机简单代码,如下图所示。

 

第6步, 测试装置,打开开关,它就动起来了,它就是不断的喝水了。

注意健康,请大家注意多喝水。

祝贺WSP陈学伟博士当选为广东省超限高层建筑工程
抗震设防审查专家委员会委员


WSP陈学伟博士(Dr Dino Chen)当选为广东省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员
在广东省住房和城乡建设厅2019年8月6日公布的广东省第五届超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会名单中,陈学伟博士荣幸地当选为结构专业专家委员。广东省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会是省内建筑结构工程领域最重要的专家委员会。
作为WSP结构顾问团队的核心成员,陈学伟博士负责领导公司结构设计研发部门的R&D工作,长期从事复杂高层建筑结构的设计和研究工作,发表了多篇学术论文和著作,在结构工程领域拥有丰富的学术研究成果。


陈学伟博士简历:2011年于广州华南理工大学获得结构工程博士学位,现任WSP香港科进顾问有限公司的助理董事(Senior Associate)职务。长期从事复杂高层建筑结构的设计和研究工作,在基于性能抗震设计、结构弹塑性分析领域有多项研究成果,目前发表论文30余篇,学术编著有《结构弹塑性分析程序OPENSEES原理与实例》。陈学伟博士曾主持多个大型建筑项目的超限结构设计工作:深圳金地大百汇塔楼(380m)、前海华润中心(300m)、大连朗庭酒店、广州中洲中心 、华为武汉基地、上海上港中心等等。陈学伟博士还在香港大学担任客座讲师,负责教授结构抗震研究生课程。

[Dino爱编程]如何生成一个纯文本的二维码



小程序下载:
点击下载此文件: QR-CODE TO ASCII .EXE

以前的学习论坛(特别是编程的学习网站)基本上是都是基于纯文字(ASCII)的讨论,不能贴图片,更不能贴视频,连超链接也是不允许的,这些东西以前叫多媒体,对于码农来说,纯文字的交流的论坛现在还是非常重要的(黑客与破解论坛),纯文字显得更加高大上(你看OPENSEES就明白了)。然后我发现,其实现在我们可以通过一些技术,把内容通过二维码进行网址转导的,图片呀,视频呀。所以我想了一个主意,就是开发一个把图片的二维码转化成纯文字(ASCII)的二维码,这样可以在纯文字的论坛上像雷锋一样留下一段二维码,深藏功与名,让大家扫一下,得到一些意想不到的东西。顺带也介绍一下二维码是通过网页去生成的。

首先,你可以使用现在网上很多的二维码生成在线网站进行二维码的生成。

比如说有这样的网站:

草料二维码:https://cli.im/

例子说我把网址可以生成二维码如下图所示。这是一个图片的格式。现在我采用自编小程序把这个图像
的二维码变成纯文字形态的二维码。程序采用   编写,操作如下:

(1)导入图片文件【OPEN IMAGE FILE】

(2)确定格子的数量,不同的容错率与信息的大小会影响这个二维码区格的大小,通过红线测试就可以知道区格的数量了

以本例来说,区格最终确定的尺雨是29X29

(3)程序的原理就是读取每个区格(红色)的中心点的颜色,如果颜色是黑色,则区格的值为1否则为0.

通过上述操作,整个区格的数据就变成一个01矩阵的数据,然后通过文本的形式显示出来

(4)文本生成:通过行列式的文本显示整个二维码,采用“一”代表0,采用“国”代表1,最终的显示如图所示。

这个小程序的编写,主要介绍一下从图片数据变成矩阵数据,最后变成文本数据的方法。

 

[OPENSEES]实例33_ 侧向多自由度简化模型的建模

[下载实例PDF]:点击下载此文件:实例33_侧向多自由度简化模型的建模
[下载实例文件]:点击下载实例文件

1)    问题描述:
在进行结构动力学简化计算的应用中,高层建筑结构一般会被模似成多自由度简化模型(也被形象地叫做糖葫芦串模型),如下图所示。本算例以OPENSEES作为分析工具,介绍多自由度模型在OPENSEES中如何模拟,并借这个机会介绍Timoshenko(铁木辛柯)梁在OPENSEES的应用。最后的分析采用模态分析。
注意:一直以来简化的糖葫芦串模型一般画成左图的样子,其实表达上会让人有误会,侧向楼层的侧移刚度并不是采用杆件的弯曲变形去模拟的,而是用杆件的剪切变形去模拟的,所以模拟楼层侧向刚度的杆件,它的轴压刚度与弯曲刚度是无穷大的,而剪切刚度就是代表它的楼层侧向刚度。为了让杆件有剪切变形,所以本例会采用Timoshenko梁。







6)    知识点回顾:
(1)    介绍OPENSEES的Timoshenko弹性梁单元
(2)    介绍了OPENSEES中建立简化多自由度构件的方法
(3)    介绍采用Timoshenko模拟楼层层刚度的方法
(4)    介绍ETO的振型分析计算及后处理结果

【DinoRobot】造一个美队的LED电子护盾Shield

GET THIS MAN A SHIELD:
 
 
  

这周挑战我们又做了一个漫威(Marvel)迷应该做的东西,美队的护盾。
这个不是普通的盾,是一个会旋转电子LED盾。

 
我们只需要用到1个小黄电机控制LED叶片旋转即可。如动画所示。
本项目是不需要Arduino 不需要Arduino 不需要Arduino,重要的东西打三次。
(不过焊接的工作一点都不少)。



这设计很有趣,根据美盾的经典设计,其实你可以看出有三个颜色
红白蓝色,这都是LED灯常用的颜色。
由于我的3D打印机只能打出150X150MM的大小,所以不可以打出全盾
那么我就采用旋转LED的方法也制作。

那么这次的【每周挑战】我们就来做LED+电机的作品吧。
  
这个项目不需要ARDUINO板子,以下是需要的材料


 

 
与以往的风格一样,这个装置用到材料简单,只需要3D打印件、会基本电路就可以安装了。
材料如下:
 
(1) 6个 1.5V的电池与电池盒,用来给小黄电机供电
(2)1个万用电路板(洞洞板)
(3)1个小黄电机,一个普通橡筋
(4)1大堆LED灯,有红色,白色与蓝色。
(5)电焊铁,电线及热融胶枪
(6)小型开关1个,一个用来打开电子。
(7)2个扭扣电池,2个扭扣电池的盒子
(8) 其它就是用3D打印机打印。
(9)4组 M3X10的螺丝与螺母。
 
材料真不多,经过训练的小学生都能做这个小型装置。
 
第1步,在3DSMAX设计整个护盾的机械部分,分三个部分,电池电机盒子,转动叶片,大转盘。
小黄电机(减速电机)带动大转盘转动,通过橡筋,带动转动叶片高速转动,叶片上有LED灯一直亮着。
这样就搞定了。如下图所示。 


 
 
电子电路图如下图所示。(其实不复杂,主要就是电机转动。
 
第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第几步的打印。
 

分开不同的颜色,主要是黑色,蓝色,白色   
 
第3步,制作LED的叶片的万用板,一共有两条板,全部面要进行焊接,
用于整理好线路如下图所示。以下就完成两条叶片后的效果

 
第4步,对局部构件进行粘合,主要就是叶片3D打印件与LED板子胶进行连接,如下图所示。
电机直接粘在盒子内部,2个1.5v电池盒与盒子后面胶合。如下图所示。


电池,电机与电池盒的关系。
 
第5步,安装好电池,组装后如下图所示,转起来就可以看到盾的效果了。 
 
以下是动画视频的效果。

以下是测试效果与大小的比例。



 [每周挑战]造物_造一个会咬人电子鳄鱼机器人

这周挑战我们又用arduino板来造一个电子机器人啦!!!
我们需要用到电机控制舵机实现机器人的制作。
本项目是参考一款经典的小游戏,如下图所示,也就是咬人的鳄鱼。
鳄鱼有很多牙齿,只有一个牙齿会触发机关,使鳄鱼咬人,整个
玩具的设计很有趣,采用是一系列的机器机械机关去实现
没有电子的成分。那么这次的【每周挑战】我们这个机械鳄鱼电子化
变成【会咬人的电子鳄鱼机器人】
 

机械鳄鱼与电子鳄鱼的对比
 
鳄鱼机器人是DINO-ROBOT系列中采用ARDUINO板进行控制,
采用ARDUINO控制电路的机器人。
这次还是与以前一样简单粗暴,
不过这次采用了一个小的ARDUINO板及1个去控制嘴巴活动的上颌骨(3D打印)。
 
与以往的风格一样,这个装置用到arduino电子板、会基本电路就可以安装了。材料如下:
(1) 4个 1.5V的电池与电池盒,用来给舵机供电
(2)1个9V的电池给ARDUINO供电
(3) 1个ARDUINO MINI 板,需要很小的尺寸要装在盒子内
(4 )1个舵机,如下图所示
(5) 电焊铁,电线及热融胶枪
(6) 小型开关2个,一个用来打开ARDUINO板,
     一个用来打开舵机电池
(7) 电线若干。其它就是用3D打印机打印。
(8) 6个黄色的小按扭按键,如图所示。
(9) 可以DIY的电焊孔洞板
(10) 6个红色的LED小灯 。
(11) 6 个 200 欧姆的电阻
(12) 6 个 1 K 欧姆的电阻

 
材料就是相对多一点,经过训练的小学生都能做这个小型装置。
 
第1步,在3DSMAX设计出可怕的机器人外型。其实机器人分3个部分,可以活动
的上颌部分,基本不动的下颌部分,用来装电池的身体部分。如下图所示



在3dsmax进行简单的机械结构运动测试,以测量固体的边界是否满足条件,就是构件之间会不会打架。


 

基本不动的下颌部分,与活动的上颌部分
 
电子电路图如下图所示。(其实不复杂,主要就是开关读取, LED灯及转动舵机)
 
 
第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第三步的打印。
 
分开不同的颜色,主要是黄色,蓝色,橙色,少量的白色(透明色)


 
第3步,制作机器人的底部主板部分,全部面要进行焊接
分别焊入6个按钮,6个LED灯,6个大电阻,6个小电阻,
最后焊入接线的排针。
如下图所示。
 
 
第4步,对构件进行粘合,头部的设计采用epoxy胶进行连接,如下图所示。
头部与身体也是采用epoxy胶连接。机械组装其它部分。


上颌部分与转动杆的螺丝连接




上颌部分转动杆与舵机的转动盘的螺丝连接
 
舵机放在下颌内部的左边,9V电池与arduino板在 右边。



Arduino MINI PRO板的密密麻麻的接线 
 
 

电池盒与电池盒盖板的安装,后面部分主要功能就是提供电源。
第5步,对ARDUINO板写入代码,这个代码就是就是ARDUINO板舵机代码,如下图所示。
逻辑:
(1)按下按钮1,启动,鳄鱼机器人张开大嘴
(2)arduino的电脑会选取一个随机号码
(3)按钮2~6对应的LED灯打开
(4)玩家每按下按钮,返回按钮值,且关闭LED灯
(5)如果按钮值与随机选值一样,舵机转动,合上大嘴
(6)第一个led闪烁,提示按下按扭1准备重启下一局
 
 
【点击下载你需要的arduino代码文件】
第6步, 测试装置,打开开关,它就开始待命了,然后按一下第1个按钮,程序启动
程序选取了一个随机数N,然后玩家每次按一只按扭牙齿,按完红色的LED就会熄灭。
然后,如果玩家按到第N个按钮,鳄鱼就会合上,玩家就输掉了。再按一下按钮1,
重新开始。以下就是玩这个小游戏的整个视频。


 
   

电子鳄鱼最后完成组装的成品图。
 以上是电子鳄鱼的3DSMAX设计图与最终制作出来的结果

 
 

 

【DinoRobot】造一个电子自动变脸的机器人



这周挑战我们又用arduino板来造一个电子机器人啦!!!



【以上是迪士尼动画 HERO 6,超能陆战队的动画中,机器人变脸的情节】
 
我们需要用到两个舵机控制舵机实现机器人变脸的动作。如动画所示。
本项目是参考去年做的一个手动变脸机器人,如下图所示,现在全自动了。
玩具的设计很有趣,采用是两个舵机的转动(360度)去实现
那么这次的【每周挑战】我们把原来的3d打印的机械变脸机器人
变成【全自动的电子变脸机器人】
两代机器人的对比

 
变脸机器人是DINO-ROBOT系列中采用ARDUINO板进行控制,
采用ARDUINO控制电路的机器人。
这次还是与以前一样简单粗暴,
不过这次采用了一个小的ARDUINO板及2个舵机去控制变脸动作
与以往的风格一样,这个装置用到arduino电子板、会基本电路就可以安装了。材料如下:
(1) 4个 1.5V的电池与电池盒,用来给舵机供电
(2)1个9V的电池给ARDUINO供电
(3) 1个ARDUINO MINI 板,需要很小的尺寸要装在盒子内
(4 )2个舵机(叠在一起),如下图所示
(5) 电焊铁,电线及热融胶枪
(6) 小型开关2个,一个用来打开ARDUINO板,
一个用来打开舵机电池
(7) 电线若干。其它就是用3D打印机打印。
(8) 可以DIY的电焊孔洞板
(9) 1张用于画表情的白纸,透明胶布

材料就是相对多一点,经过训练的小学生都能做这个小型装置。
第1步,在3DSMAX设计出变脸的机器人外型。其实机器人分3个部分,(1)可以转动
的表情头部(圆柱体),(2)基本不动的身体部分(电子与舵机都在内),(3)机器人的头盔部分。如下图所示

电池包设计在背后。



电子电路图如下图所示。(其实不复杂,主要就是让arduino控制两个舵机而已。
第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第三步的打印。

分开不同的颜色,主要是黄色,蓝色,橙色
 
 
第3步,制作机器人的辅助接线板,全部面要进行焊接,
用于整理好线路。
第4步,对局部构件进行粘合,主要就是头部的设计采用epoxy胶进行连接,如下图所示。
舵机座直接粘在盒子底部,舵机转动片与圆柱体连接。如下图所示。

舵机放在盒子身体内,1.5VX4电池就在机器人的背后。
9V电池也在盒子身体内。盒子内有:9V电池,开关,ARDUINO板,辅助板,2个舵机等
Arduino MINI PRO板的密密麻麻的接线 
 
第5步,对ARDUINO板写入代码,这个代码就是就是ARDUINO板舵机代码,如下图所示。
逻辑:(每次转90度)
打开开关,启动,机器人每隔一定时间就变脸。


 
【点击下载你需要的arduino代码文件】

点击下载此文:电子自动变脸的机器人用到的arduino 源代码:
第6步,机器人的圆柱形头部粘上一张白纸,每次转动动位后
在白纸上画上机器人的不同的表情,一共有4个表情。
先用铅笔定位后,再用黑色笔去画。
第7步, 测试装置,打开开关,它就开始变脸了,刷刷刷,四个表情。
以下就是机器人变脸的整个视频。 

电子变脸机器人FACEBOT最后完成组装的成品图。
 以上是电子变脸机器人FACEBOT的3DSMAX设计图与最终制作出来的结果



以下是无聊盒子机器人与变脸机器人的合影,两者色系统一了。


 
 
 ===完===
[OPENSEES]实例35_基于OPENSEES拓扑优化程序开发

[下载实例PDF]:点击下载此文件:实例35_基于OPENSEES拓扑优化程序开发
[下载实例文件]:点击下载实例文件

1)问题描述:
本例是一个基于OPENSEES的二次开发的实例。本例基于OPENSEES里面的SHELLMITC4
单元进行结构的平面受力分析,基于结构拓扑优化的理论,对结构进行拓扑优化,最终得到
结构的拓扑优化形状。如一个悬臂梁,它最终的拓扑优化形状如下图所示。本例基于Delphi
进行OPENSEES的二次开发。算例最后采用二次开发程序 OPENSEES TOPO对一个悬臂梁
进行拓扑优化。

二次开发程序界面如下图所示:




模型网格的初始划分形式:



整个简易拓扑优化的过程如下图所示,不断地进行迭代计算。



详细介绍如何提取单元的应力值 如S11,S12,S22等等。



通过图形的开发,可以显示构件的应力云图,如下图所示,显示的是VON-MISES应力值 。

以下是一个经典悬臂梁的拓扑优化分析的算例,采用OPENSEES TOPO进行优化计算,设置如下


以下是整个TOPO分析的整个过程,可以看出整个扣单元的过程





以下图是最终的分析结果及界面截图。



这是本书的最后一个算例,算例35,谢谢大家对OPENSEES教程的支持,谢谢!


知识点回顾:
(1)    介绍OPENSEES中SHELLMITC4壳元的使用方法
(2)    介绍如何提取壳单元的单元应力
(3)    介绍通过程序控制OPENSEES的计算并读取结果
(4)    介绍简易的拓扑优化方法(单元扣除法)
(5)    采用拓扑优化程序OPENSEES TOPO以悬臂梁进行优化

【每周挑战】造一个钢铁侠的MK6反应堆
【原文连接】http://www.dinochen.com/blogedit.asp?id=314



漫威发展已经有十年了,发现原来已经入了这个深坑已经十年了,Dino-Robot在
漫威快推出新的《复仇者联盟4-终局之战》之际,利用3D打印机+Arduino简单电子
+3D绘图技术,创造一个大家熟悉的纪念品。比如这期,我们就来造一个钢铁侠的
MK6核子反应堆(出现在钢铁侠的第二集)。





【其实用的就是Arduino入门的技术:呼吸灯制作】
以下就是普通教学用到的,一个板子,一个面包板加上一个LED灯。基础练习。




网上有很多简单电子介绍呼吸灯的制作教程,大部分是采用
一个面包板几个LED灯做一下就完事了,这样完全没有办法吸引小朋友进入Arduino的
大坑来,所以我们做一个漫威的产品吧。STEAM要求作品要有一定的完成度,这涉及
到很多工程学及设计的重要内容。

制作漫威产品的快乐的感觉根本停不下来。如果大家喜欢,我将会制作更多的这样的产品.
这个是第一次做这一种采用ARDUINO控制LED的装置。
这次还是与以前一样简单粗暴,
不过这次采用了一个小的ARDUINO板及1组LED灯(其它全部是3D打印)。

这个装置要用到arduino电子板与LED、会基本电路及焊接就可以安装了。材料如下:

(1) 1个9V的电池与电池件,用来给Arduino及LED供电
(2)1 个有小开关,用于打开整个电路。
(3) 1个ARDUINO MINI USB板,需要很小的尺寸要装在盒子内
(4)20~22个蓝色的小LED灯
(5) 一个可焊接电路洞洞板,选择容易剪裁的。
(6) 圆规,大剪,电焊铁。
(7)3D打印机,打印材料一定要包括透明的材料
(8) 电线若干。其它就是用3D打印机打印。
(9)4组M3X10的螺丝与螺母,用于组装。(这次不用胶水了)

 材料就是相对多一点,经过训练的小朋友都能做这个小型装置。
注意,由于只采用LED与焊接,小朋友需要经过训练才能做。

 第1步,在3DSMAX设计出整个核心反应堆的外型,其中,大部分平面绘制采用
AUTOCAD这个软件。其实这个装置分三个部分,盒子的底部,面板及透明层板。


最后电子电路图如下图所示。所有的LED灯采用并连处理。


第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第三步的打印。

分开不同的颜色(就两种颜色:黑色与透明色)

第3步,这种是最重要一步,制作LED灯的并联的电路板,所有的LED长脚相连,不
要剪掉,要好好利用。最后,接出引线到Arduino板。如下图所示。

采用圆规定出大约板子的大小,剪后如下图所示。



把全部的LED焊在电路板上,在焊之前要测试一下LED灯是否正常工作,常用一个饼电池测试



焊接后与9V电池与ARUDINO相接,如下图所示。





第4步,对构件进行组装,采用M3x10的螺丝进行组合,最后如下图所示。

第5步,对ARDUINO板写入代码,这个代码就是就是ARDUINO板的普通呼吸灯的
代码,非常简单,一闪一闪的灯。

 【点击下载你需要的arduino代码文件】

点击下载此文件:arduino_led.rar
 


第6步, 测试装置,打开开关,它就开始工作了。关上灯光,效果会更好。







=================完====================
  

【DinoRobot】造一个无聊盒子的机器人 

 

这周挑战我们就做一个无聊盒子吧。
网上有很多无聊盒子(又称无用盒子)的教程,大部分是采用
激光切割木板做的盒子。这次我们采用3D打印进行制作。再设计
出机器人萌萌的造型。一个不断会用舌头阻止你打开开关。
这种快乐的感觉根本停不下来。


第N次做这一种采用ARDUINO控制电路的机器人。
这次还是与以前一样简单粗暴,
不过这次采用了一个小的ARDUINO板及1个舵机去控制一个转动的舌头(全部是3D打印)。

这个装置要用到arduino电子板与舵机、会基本电路就可以安装了。材料如下:
(1) 4个1.5V的电池与电池盒,用来给舵机供电
(2)1个9V的电池给ARDUINO供电
(3)1 个有代表性的大开关(大开关专门去电子市场挑选的)
(3) 1个ARDUINO MINI USB板,需要很小的尺寸要装在盒子内
(4 )1个黑色舵机
(5) 10K欧姆的电阻,用来制作开关。
(6) 小型开关2个,一个用来打开ARDUINO板,一个用来打开舵机电池。
(7) 电线若干。其它就是用3D打印机打印。

由于要放置一个10K欧姆的电阻,不能悬空放置,所以剪一小块的铜孔板进行接线。如下图所示。

材料就是相对多一点,经过训练的小学生都能做这个小型装置。
注意,由于只采用1个舵机,安装时要注意断电,不要夹到手指。

第1步,在3DSMAX设计出可爱的无聊盒子机器人外型,名字就叫BOX-MAN吧。其实机器人分两个部分,盒子身体与可翻开的头部。头与手是装饰部分组成。如下图所示


最后电子电路图如下图所示。


第2步,在3DSMAX将不同颜色不同部分的组件分别排版,为了第三步的打印。
分开不同的颜色


第3步,对构件进行粘合,采用热融胶枪连接部件,如下图所示。
主要就是头部造型的连接及轴的粘结。整个结构的活动机构如下图所示。



活动的舵机用热融胶固定在身体的盒子内。
电池盒是机器人的背包,9V电池与ARDUINO板放在盒子内部。全部采用热融胶后如下图所示。


舵机转盘与转动架子,采用M3X10螺丝连接。

 

最后的电子电路连接如下图所示。


第4步,对ARDUINO板写入代码,这个代码就是就是ARDUINO板接收开关指令来控制舵机活动的简单代码,如下图所示。


【点击下载你需要的arduino代码文件】

点击下载此文件:boxman_arduino.zip

第5步, 测试装置,打开两个开关,它就开始待命了,然后按一下大开关,它就用舌头关掉你刚才打开的开关,根本就停不下来,它就是不断的阻止这件事情的发生。

 
 

 

==============完==============

[ETE]Perform-3D与ETE在抗震分析中的应用

[ETE]Perform-3D与ETE在抗震分析中的应用

小编:李明

以下是整个PPT的下载方法【点击下载此文件】:
【ETE教程】Perform-3D与ETE在抗震分析中的应用

PPT中有以下的主要内容:

(1)介绍主流的几个可用于工程的弹塑性分析软件

(2)介绍PERFORM-3D的纤维单元划分原则
(3)介绍PERFORM-3D的分层纤维单元的剪力墙

(4)介绍P3D中梁、柱、墙剪力墙的划分


(5)目前市场上的P3D转接口软件



(6)传统的程序转接口写法与万能接口程序的写法对比



(7)介绍ETE的数据库功能




(8)ETE转接口的界面






(9)转P3D之前YJK模型的检查方法




(10)介绍主要的检查内容:虚梁、偏心、截面检查、支座检查等



(11)P3D并行计算提高效率

(12)查看结构周期与地震剪力

(13)介绍ETE对于P3D的数据后处理功能



(14)PERFORM-3D与性能指标的应用





(15)在ETE的P3D后处理程序中查看各种指标。




以下是整个PPT的下载方法【点击下载此文件】:
【ETE教程】Perform-3D与ETE在抗震分析中的应用

[ETE]高层建筑结构中斜柱分析的基本方法


以下是整个PPT的下载方法:
【ETE教程】高层建筑结构中斜柱分析的基本方法


斜柱在超限高层建筑结构中出现越来越多。以下是技术分析总结

小编:李明

PPT有以下基本内容:
(1)超限报告中指出斜柱位置,斜率

(2)简化力学分析必不可少的

(3)注意斜柱对楼板会产生局部水平力

(4)进行考虑斜柱的楼板应力分析
(5)根据分析提出斜柱的加强措施
(6)斜柱及上下各一层的PMM分析

(7)抽柱模型中的柱子相关的内力

(8)进行斜柱节点的应力分析(ABAQUS,sap2000)


(9)根据应力云图进行局部加强措施设计
   (加强肋,环板,局部加厚等,如有需要)


以下是整个PPT的下载方法:
【ETE教程】高层建筑结构中斜柱分析的基本方法




【小记】有限单元法这本书是我的师弟崔济东博士的一本非常好的著作,是本很好的学习
笔记类型的教科书。如果学习有限元的小伙伴可以买来看看。崔博士花了好多心思在编程
重现理论的研究上,这个愉悦是有限元编程人员独有的。建议大家也来编一下小小的有限元
程序。崔博士的网站与公众号也推荐一下,在博文的最下面。

[书籍推介]有限单元法——编程与软件应用
《有限单元法——编程与软件应用》已于2019年1月由中国建筑工业出版社正式出版,
出版号:ISBN 978-7-112-22820-1。
 


本书是崔济东博士的第二本书,是一本介绍有限单元法相关原理、编程与软件应用的书。本书从基本单元的刚度矩阵推导出发,详细介绍了基于各种单元的结构有限元分析过程,同时分别给出了基于Matlab的有限元分析完整代码,并与SAP2000、midas Gen、Abaqus等流行有限元软件的分析结果进行对比。本书内容丰富,讲解详细,代码完整。
崔济东博士毕业于华南理工大学高层建筑结构研究所,研究方向为基于性能的结构抗震设计、结构弹塑性分析。目前就职于广州容柏生建筑结构设计事务所,任高等结构分析部程序开发组主管,主要从事复杂结构及超高层结构设计、分析与优化工作及结构软件研发工作,致力于建筑结构设计及结构有限元技术、计算机编程技术在实际工程中的应用。目前发表结构工程研究论文 10 余篇,已出版著作《PERFORM-3D 原理与实例》及本书——《有限单元法——编程与软件应用》。
有限单元法已成为工程分析和设计中必不可少的重要手段,各种分析和设计软件进行结构受力分析,莫不是以有限元法及相关原理为基础的。作为结构工程师,了解和掌握有限元法的基本原理及应用方法,是十分有用和必要的。崔济东博士在学习、工作的过程中,将学习有限元的成果加以归纳整理,形成此书,书中公式推导、编程源代码以及算例分析,均是作者倾心而作,希望能对有限元学习者提供有益的帮助。
本书分为四个部分,共11章:
第一部分为“弹性力学有限单元法基础”,包括第一章。本部分介绍弹性力学的基本公式及弹性有限元分析的一般步骤。
第二部分为“杆件有限元编程与软件应用”,包括第二至第五章。本部分主要介绍杆系有限元的编程方法与软件应用,具体包括2D 桁架单元、欧拉梁单元、剪切修正梁单元及Timoshenko梁单元。每一章介绍一种单元类型,在介绍单元原理的基础上,给出应用算例,并采用Matlab编程进行求解,同时在SAP2000、midas Gen或Abaqus中建立算例模型,最后将Matlab编程计算结果与软件计算结果进行对比和验证。读者可以在此基础上,很容易将书中的单元扩展为3D单元。
第三部分为“平面及实体有限元编程与软件应用”,包括第六至第九章。本部分主要介绍平面及3D实体有限元的编程方法与软件应用。每一章介绍一种单元类型,在介绍单元原理的基础上,给出应用算例,并采用Matlab编程进行求解,同时在SAP2000和midas Gen中建立算例模型,最后将Matlab编程计算结果与软件计算结果进行对比和验证。
第四部分为“综合分析专题”,共包括两章。本部分基于以上部分中的有限元基本原理进行延伸,介绍了模态分析和屈曲分析的基本原理,同样设计了算例,给出了Matlab编程计算代码,并与SAP2000和midas Gen两款软件进行结果对比。
        

囿于篇幅,不能在此处将书中内容详尽地呈现,
更多内容请前往www.jdcui.com查看或
关注微信公众号“Struct_journey”(结构之旅)。
[OPENSEES]实例32_基于分层壳的剪力墙弹塑性分析

[下载实例PDF]:点击下载此文件:实例32_基于分层壳的剪力墙弹塑性分析
[下载实例文件]:点击下载实例文件
[下载相关的OPENSEES程序]点击下载此文件opensees
[下载相关的TCL8518程序]点击下载此文件Active_tcl程序

1)问题描述:
本例通过OPENSEES对一个剪力墙构件进行推覆(Push-over)分析,在这个过程中采用陆新征教授(清华大学)团队开发的分层壳单元进行分析。剪力墙通过ETABS进行单元划分与建模,最后通过ETO生成命令流进行分层壳的分析。以下是这个剪力墙构件尺寸的描述:构件高为6.0m,剪力墙的墙厚为200mm,墙宽度为1.5m。通过ETABS建模后的剪力墙如下图所示。剪力墙的顶部结点施加侧向力,作为推覆分析的侧向力模式。





以下是非线性壳元(分层壳)的截面定义:
section   LayeredShell  701  6  8  0.8  7   0.80  4  100
  4  100  7  0.80   8   0.8
以上参数代表:
分层壳截面编号为701,共有6层,分别如下:
第1层:8号材料,即0度钢筋网,厚度为0.8mm (配筋率为0.8%)
第2 层:7号材料,即90度钢筋网,厚度为0.8mm (配筋率为0.8%)
第3层:4号材料,即混凝土层,厚度为100mm
第4层:4号材料,即混凝土层,厚度为100mm
第5层:7号材料,即90度钢筋网,厚度为0.8mm
第6层:8号材料,即0度钢筋网,厚度为0.8mm
如下图所示。





知识点回顾:

(1)    介绍OPENSEES基于分层壳的剪力墙弹塑性分析
(2)    介绍了OPENSEES中的ShellDKGQ单元(陆新征教授研发)
(3)    介绍用于壳元非线性的多轴材料、单轴材料及截面的设置
(4)    介绍了材料PlaneStressUserMaterial的混凝土参数设置
(5)    介绍ETO显示结构剪力墙变形的方法
【小记】此书是我的博士导师韩小雷教授的著作,集合了整个团队(华南理工大学高层建筑研究所)
十几年的成果于一书。这本书作为基于性能的钢筋混凝土设计与分析具有重要的意义,非常推荐各位
网友收藏与慢慢细读,在里面看看你能不能找到我的名字。


小编:王雨 同学

基于性能的钢筋混凝土结构抗震—理论研究、试验研究、设计方法研究与工程应用
《基于性能的钢筋混凝土结构抗震——理论研究、试验研究、设计方法研究与工程应用》

已于今年5月由中国建筑工业出版社正式出版,出版号:ISBN 978-7-112-23158-4 /(33240)。
 
本书是华南理工大学高层建筑结构研究所在基于性能的结构抗震设计领域的集大成之作,不仅丰富和完善了基于性能的钢筋混凝土结构抗震设计体系,同时也是广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》的编制背景材料。
本书从理论研究、试验研究、设计方法研究和工程应用四个角度,全面深刻地阐释了什么是基于性能的抗震设计,以及如何将其应用于实际的工程设计中。该理论体系的研究,不仅为基于性能的研究领域带来重大突破,也为广大设计工作者提供了一套真正可行的方法。
华工高层所团队对基于性能的钢筋混凝土结构抗震研究已经持续了近30年,前15年在黑暗中摸索,走了很多弯路,同时也积累了一些经验教训,近15年逐渐形成了基于性能的钢筋混凝土结构抗震理论体系。本书主编,同时也是我的恩师,广东省著名的超限抗震专家韩小雷教授及其夫人季静教授,基于自身丰富的工程经验,多年来一直致力于将基于性能的结构抗震理论真正地落实于工程设计中去,让更多的设计工作者受益。作为华工高层所的一员,我很荣幸地参与了大部分工作,并见证了整个理论体系的发展、完善和应用。值得一提的是,基于其研究成果的标准——《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》将于今年9月1日起正式开始实施,专家评价,该研究成果总体上达到国际先进水平,关键技术达到国际领先水平!作为高层所的一份子,同时更是作为结构工程领域工作者的一份子,我有责任将该理论体系介绍给更多的人,希望本书能够对大家学习和研究基于性能的抗震设计理论有所裨益,同时也希望基于性能的抗震设计思想能够在全国范围内更多地应用到工程领域中去。
本书共十一章,分为4个部分,包括理论研究、试验研究、设计方法研究与工程应用:
1.理论研究
第1章在研究的基础上提炼出基于性能的钢筋混凝土结构抗震设计方法。
第2章从有限元法的角度,提出钢筋混凝土梁、柱、一字形剪力墙、T形剪力墙、L形剪力墙、工字形剪力墙的破坏形态划分准则和变形指标限值。
第3章通过所收集到的国内外钢筋混凝土梁、柱、剪力墙构件抗震试验结果,统计、回归出钢筋混凝土梁、柱、剪力墙的破坏形态划分准则和变形指标限值。
2.试验研究
第4章在第2、3章研究成果的基础上,针对影响构件破坏形态和变形指标限值的参数,设计了9个梁试件、12个柱试件、20个一字形剪力墙试件、12个T形剪力墙试件、12个L形剪力墙试件和20个工字形剪力墙试件,进行拟静力试验,得到了各试件的破坏形态和变形指标限值,直观地建立了钢筋混凝土梁、柱、剪力墙构件变形大小——构件承载能力——构件损坏程度的对应关系。
第5章通过第4章的试验结果,验证第2、3章的研究成果,并对第2、3章研究成果进行了修正,提出工程应用可接受的构件破坏形态划分准则和变形指标限值。
3.    设计方法研究
第6章提出改进的钢筋及混凝土材料本构模型、修正的构件宏观纤维模型,论述钢筋混凝土结构弹塑性分析基本原理;采用纤维模型对构件试验结果进行计算模拟;通过钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构以及框-剪力墙结构足尺模型的振动台试验结果,验证了所提出的修正纤维模型材料本构及其参数取值的合理性。
第7章通过美国、日本、欧洲等国强震观测台网收集了23万余条地震记录,进行统计分析,提出了与中国规范接轨的不同场地条件的6~10s地震影响系数曲线,完善了中国规范的地震反应谱。考虑中国规范对罕遇地震作用下特征周期增加0.05s的要求,对阻尼比为0.05特征周期为0.25s、0.3s、0.35s、0.4s、0.45s、0.5s、0.6s、0.7s、0.8s和0.95s的各类场地,选出与规范反应谱在统计意义上相符的强震记录,组成弹塑性时程分析的地震波库。
第8章根据中国现行规范设计了一批典型的钢筋混凝土结构,包括27个框架结构、27个剪力墙结构、27个框-剪力墙结构、31个框支剪力墙结构以及18个框-筒结构,采用第一章的设计方法对上述结构模型进行了性能化复核,展示了基于性能的抗震设计方法的可操作性和适用性。
第9章通过对比日本、美国、欧洲、澳洲、中国台湾、中国香港以及中国大陆现行规范在风荷载作用下结构变形控制准则,提出适用于我国规范体系的风荷载作用下结构刚度控制准则;通过对比美国与中国规范在地震作用下结构变形控制准则,提出适用于我国规范体系的地震作用下结构刚度控制准则。
4.工程应用
第10章通过八个实际工程应用案例,包括国内的6度、7度(7.5度)、8度(8.5度)设防区和国外的工程,展示本研究提出的基于性能的结构抗震设计方法的适用性和特色。
第11章对框架结构和剪力墙结构构件破坏形态进行预测。

全书目录如下:
 


 
广东省新规程即将上线,学习和了解最前沿的设计理论,你将快人一步掌握核心
技术,拥有前瞻思想,并能够始终立于结构设计领域最先列。

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[OPENSEES]实例31_单元生死在分析当中的应用

【2019-07-01】DINOETO程序下载文件

[下载实例PDF]:点击下载此文件:实例30_单元生死在分析当中的应用
[下载实例文件]:点击下载实例文件

1)    问题描述:
本例以一个弹性壳体的平面内受力为例,在施加一定荷载后,拆除内部部分单元
后查看结构的反应。这个与实例30有所不同,采用的方法是单元生死的方法,也
就是在分析当中更新刚度矩阵的方法。该方法多用于施工模拟的分析。这个结构
构件尺寸的描述:构件为一个长度为6米,高度为3.5米的300厚剪力墙构件。承受
均布的竖向荷载,在施加荷载后,拆除剪力墙中间的一些单元,观察拆除后的结构变形。




剪力墙在ETABS中的建模

OPENSEES程序中的生死单元方法设置:
第1步,保证荷载不变的情况下进行,用到LoadConst命令。
第2步,施加一个空荷载
第3步,进行分析设置
第3步,删除要拆除的单元(死单元)
第4步,删除掉拆除相关的多余节点(锁死这些节点的自由度)
第5步,然后运算分析

 

注意:在删除了32号、50号、31号、49号单元后,这四个单元共点的67号结点,必须锁死,如果没有锁死,代表该结点悬空,无任何结构构件支承该点,对于该点需要进行删除操作,但是一般的删除操作即( remove node 67 ),需要把记录这个结点变形的recorder也去掉,这个会使整个后处理变得麻烦,所以本算例采用锁死,即 fix 67 1 1 1 1 1 1 去实现结点锁死,这样后处理就相对容易。
 

OPENSEES结果结构最后变形图

OPENSEES中每步拆除单元后的结构变形过程 


知识点回顾:

(1)    介绍OPENSEES的单元生死的功能
(2)    介绍OPENSEES的操作单元生死的技术要点
(3)    介绍OPENSEES采用壳元分析的要点
(4)    对剪力墙进行保持荷载后的拆除单元分析

【粤ICP备15071789号-1】