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1
、定义梁柱单元局部坐标轴的命令流为:
geomTransf Linear $$transfTag $$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,
$$perpDirn
表示刚性
隔板的方法,如实例中楼板的刚性隔板的平移方向为
U1
(
p>
X
方向)与
U2
(
Y
方向)
,即
1-2
< br>平面,该值应为
3
。
$$mast
erNodeTag
为主
结点,
$$s
laveNodeTag1
为从结点。主结点一般为刚性隔板刚心。
实例中:
rigidDiaphragm 3 35
2
,表示刚性隔板平动方向为
1-2
平面,刚心主节点
为
35
点,
2
号结点为从结点。
3
、弹性梁柱单元的命令流:
element elasticBeamColumn $$eleTag
$$iNode $$jNode
$$A $$E $$G $$J $$Iy $$Iz
$$transfTag
需要提供截面的
截面积
A
、
截面
< br>Y
轴惯性矩
Iy
,
截面
Z
轴惯性矩
Iz<
/p>
,
截面扭转矩,
截面材料的弹性模量
p>
E
及剪切模量
G
。其中:
$$transfTag
与
$$eleTag
< br>是一致的,表
示一个单元有自已特定的坐标轴向量,为了编程的方便
4
、非线性材料模型的定义
(1)uniaxialMaterial Steel01 1 335
200000 0.00001
表示,
钢筋的屈服强度为<
/p>
335MPa
,
弹性模量为
200000MPa
,
硬化系数为
< br>0.00001
,
即屈服平台基本上为水平段。
将混凝土材料本构
C40
改
为非
线
性
< br>混凝土
本
构【
Concrete
01
】
,命令流如
下:
(2)uniaxialMaterial Concrete01 2
-26.8 -0.002 -10 -0.0033
材料参数意见参考图
所示。
注意:混凝土本构
Concrete01
是最简单的混凝土本构,注意数值是
负数,即表
示受压段。
该本构没有受拉段,
即受拉强度为
0<
/p>
,
表示结构一分析即进入弹塑性
。
5
、采用纤维单元,需要定义纤维截面,
纤维截面的定义如下面代码
所示:
section Fiber 1 {
fiber
-1.125E+002
-2.700E+002
4.500E+003 2
………
fiber
1.150E+002
-2.650E+002
4.900E+002 1 }
以上命令流表示,纤维截面编号为
1
,
{}
内部为子命令流,表示每一个纤维的信
息,每一个纤维的定义格式如下:
fiber $$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
;
$$ Mat
表
示每个纤维使用的非线性材料本构的编号
。
注意:纤维的坐标与材料切线模量
可以组装成截面的刚度,
而纤维的坐标与材料的应力可以组装成截面的内力
(抗
力)
,那么每个纤维的应变可以通过截面的
变形与坐标求出。采用纤维截面的单
元,即为基于平截面假定。截面变形求解应变是基于
平截面假定的。
6
、采用的单元为
非线性梁柱单元,即基于
柔度法的纤维单元
(
< br>Nonlinear BeamColumn Element or Force Beam Column Element
)
,
需
要输入命令
流如下:
element nonlinearBeamColumn $$eleTag
$$iNode $$jNode $$numIntgrPts $$secTag
$$trans
fTag
其
中
,
$$eleTag
为
单
元
编
号
;
$$iNode
为
开
< br>始
结
点
;
$$jNode
为
结
束
结
点
;
$$numIntgr
Pts
为积分点数量;
$$secTag
为纤维截面编号,
$$transfTag
为局部坐标轴
编号。
积分点数量,
也就纤维单元的计算截面数量,
纤维单元的刚度与抗力是由
截面
刚度与抗力沿杆件长度积分所得,
显然,
不能将全部截面积分,
只能采用离
散积分,
OPENSEES
默认的积分方法是高斯
-
洛贝塔积分(
Guass-Lobotto
)
,各阶
积分点分布及权函数如下图所示。
(
O
PENSEES
后期版本可提供其它积分方法:
Legendre,
Radau,NewtonCotes, Trapezoidal
)
< br>。梁柱单元的局部坐标的计算与编号
在上章节已描述。
7
、截面变形记录:本实例采用纤维单元,即可输出每段积分点
处截
面的变形,记录截
面变形的命令如下:
recorder Element -file $$File -time
-eleRange 1 6 section $$SecPos deformation
其中,
$$File
为记录的文本文件名;
-eleRange 1
6
,
表示记录单元为
1~6
号;
$$SecPos
为输出积分点号,如下图所
示,开始结点为
1
号,如果积分点数为
N
,结束结点
的截面编号为
N
,
deformation
表示记录内容为
截面变形。
截面变形输出结果中,
输出三个数值分别是轴向应变
,绕
Z
轴弯曲曲率,绕
Y
轴弯曲曲率。
积分点分布示意图
8
、均布荷载的定义。本实例采用均布线荷载,即施加于单元的均布
荷载,
p>
OPENSEES
的线性荷载有两种
p>
一种是均布荷载,另一种是线上点荷载。以均布荷载为例,命令流格式如
下:
eleLoad -ele $$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。
<
/p>
9
、
截面组装。
纤维截面是依据纤维截面
(
Section Fiber
)
命令流形成,
命令流如下所示:
section Fiber 1 {
fiber -1.667E+002 -1.667E+002
4.444E+003 2
…………
fiber 1.650E+002 0.000E+000 4.900E+002
1 }
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
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