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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 LTD Principle Engineer Dr. Chen Xuewei

主要内容(Main Content)
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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

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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 单元几何信息 约束信息 荷载信息 线性材料信息 截面信息 记录设置
(如:节点位移、 单元内力、截面变 形、模态) 针对实际问题 进行适当修改 即可提交运算

单元定义
(如:纤维截面、 Transformation)

分析参数设置
(如:分析类型、 控制参数)

Tcl脚本文件

变形显示
读取.OUT结果文件

ETO简介及开发思路

ETO主要功能介绍

菜单栏

快捷按钮工具栏

当前操作状态

三维可视化界面

导入ETABS生成的S2K文件

ETO主要功能介绍

单元定义
单元类型包括Elastic BeamColumn, Nolinear BeamColumn, Disp BeamColumn, 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。

分析参数设置
分析类型包括Single Load Control, Single Displacement Control, Gravity+Pushover, Modal Analysis, Time History Analysis, D+L Time Hist 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

ETO主要功能介绍

生成Tcl脚本文件

节点变形显示

实例1 桁架桥结构静力分析

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。

6.5e-018 -0.378 -1.653

实例2 多层框架结构静力分析

主要介绍梁柱单元局部坐标轴的定义方 法与解释、拉格朗日处理约束方法与刚 性隔板定义的关系。

实例3 简支梁弹塑性分析

主要介绍非线性材料Steel01与Concrete01、 基于柔度法的纤维单元、位移控制加载分 析方法以及在ETO中查看截面变形的方法。

实例4 框架结构推覆分析

基底剪力-顶部位移曲线 800 700 基底剪力(kN) 600 500 400 300 200 100 0 0 50 100 150 200 水平位移(mm) 250 300 350

主要介绍截面抗扭与抗剪弹性本构的计 算、截面组装(Section Aggregator)命 令流、loadConst命令流及Push-over推 覆分析的命令流设置。

实例5 框架结构模态分析
主要介绍节点质量的定义、振型的记录 (Recorder)设置、振型分析设置以及 ETO中振型图的显示。

第3振型,?T=0.331?s?,扭转

第1振型,?T=0.428?s?,Y方向平动 第2振型,?T=0.381?s?,X方向平动

实例6 框架结构弹性时程分析

主要介绍在OpenSees中瑞利阻尼的计算 及设置、地震波的输入及弹性时程分析 工况的设置。

实例7 框架结构弹塑性时程分析

主要介绍Concrete02材料、IDA(增量 动力分析)、不同峰值地震波作用下基 底剪力的统计与对比。

实例8 钢结构低周往复分析

考虑P-Delta

不考虑P-Delta

主要介绍钢结构纤维截面的定义、 基于刚度法的纤维单元、低周往 复分析的方法。通过细分单元和 采用P-Delta方式定义局部坐标轴 来模拟钢结构构件的屈曲特性。

实例9 钢结构网壳的屈曲分析

在OpenSees中采用Corotational方 式定义局部坐标轴、 Lagrange乘 数法施加约束来考虑几何非线性。

实例10 单压连接单元的应用
stress?or?force

主要介绍单压材料(Elastic-No Tension Material)的应用、用 Truss单元作为连接单元模拟地基 对基础的作用。

实例11 缝连接单元的应用

主要介绍缝勾材料的定义与应用 及OpenSees中简单接触碰撞的模 拟。

实例12 杆件铰接的处理方法

在腹杆两端定义zeroLength单元 并通过equalDOF命令实现节点约 束,从而释放腹杆端部弯矩。

实例13 弹性壳单元的应用分析

主要介绍nDMaterial材料、PlateFiber截面 和ShellMITC4壳单元的定义与应用。

实例14 网架弹塑性分析
主要介绍圆钢管纤维截面的定义、 三向地震波的输入。

X向

Y向

Z向

实例15 预应力梁弹塑性分析

Steel02

施加预应力后反拱

预应力的施加通过指定Steel02材料的初始 应力属性实现;Concrete02材料考虑了混 凝土的抗拉强度;普通钢筋混凝土梁与预 应力钢筋之间通过刚臂相连。采用零向量 加载,即可获得梁的初始变形。

实例16 桥梁结构多点激励下弹性时程分析
介绍了基线调整的方 法、在OpenSees中梁 柱单元与壳单元耦合 建模的方法、多点激 励时程分析的实现方 法及SparseSPD算法 的应用。

未基线调整

基线调整

实例17 剪力墙低周往复分析
1219 19 3@51 153 #2@91 (db=6.35) 3@191 153 3@51 19 8#3 (db=9.53)

箍筋@76 (db=4.76)

箍筋@76 (db=4.76)

#2@140 (db=6.35)

2#2 (db=6.35)

8#3 (db=9.53)

102

主要介绍在OpenSees中采用基于 刚度法的梁柱单元和刚臂模拟剪 力墙的方法。

实例18 框架剪力墙结构推覆分析

考虑楼层高度影响侧力模式下进 行推覆分析,得到基底剪力-顶点 位移曲线并转换为ADRS格式的 能力曲线,绘制需求曲线并求取 性能点。

实例19 带粘滞阻尼器的框架动力分析

在OpenSees中通过定义一采用 Maxwell材料的纤维截面,并指 定给安装了粘滞阻尼器的斜撑, 来实现粘滞阻尼器的模拟。

实例20 带隔震的框架动力分析

延长24.5%

在没有考虑隔震支座阻尼影响的 前提下,隔振器的强度、刚度由 屈服力Fy、弹性刚度K和屈服后 硬化率决定,故在简化的前提下 采用Steel01材料模拟隔振器。 隔震支座滞回曲线 顶点位移

首层柱轴力

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感谢教程小编:林哲同学

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