基于OpenSEES的钢筋混凝土梁非线性分析.ppt

《基于OpenSEES的钢筋混凝土梁非线性分析.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于OpenSEES的钢筋混凝土梁非线性分析MainAbstractionsinOpenSeesFramework1.ModelBuilder建立模型建模命令包括：结点(node)、质量(mass)、材料(material)、截面(section)、约束(constraints)、单元(element)、荷载(loadpattern)等。ModelBuilderwipe;#cleardatafrompastanalysismodelbasicBuilder-ndm3-ndf6;#模型为3维6个自由度$

2、ndmdimensionofproblem(1,2or3)$ndfnumberofdegreesnode10.0.0.;#baseofleftcolumnnode2360.0.0.;#baseofrightcolumnnode30.120.0.;#topofleftcolumnnode4360.120.0.;#topofrightcolumnfix1111111;fix2111111;fix3011110;fix4011110;#DefineBoundaryConditions1:restrained

3、,0:releasedmass4[expr2000/2]0.0.0.0.0.mass3[expr2000/2]0.0.0.0.0.时程反应分析时需要指定2.Analysis非线性分析建模完成后，程序进入非线性工作阶段，OpenSEES有丰富的模块设置并完成非线性分析过程。这些模块包括：非线性方程组的约束处理方式(constraints)、结点自由度编号优化(numberer)、非线性方程存取计算方法(system)、积分法则(integrator)、迭代准则(algorithm)、容差判敛精度(tes

4、t)等。每个模块又包含了多种选项供用户灵活调用。可选的输出、记录选项包括：非线性分析过程中各时刻结点的位移、速度、加速度、位移增量；分析过程中各时刻单元的杆端力、杆端变形，截面抗力、变形和刚度的变化情况。3.Recorder记录输出刚度法：梁柱单元是基于假定位移形函数，能满足变形协调条件和结点处的平衡条件，当单元较少时很难描述钢筋混凝土构件在强非线性阶段实际的变形状态和准确满足单元内部的平衡条件，因此难以有效地模拟诸如钢筋混凝土构件软化段等复杂受力现象。有限单元刚度及柔度理论柔度法：则是以单元截面力形

5、函数的假定作为单元建立的出发点，对于轴向和弯曲变形为主的梁柱单元，该假定通常能够得到满足，且不受单元非线性状态的影响，即使对于单元进入软化阶段后的强非线性问题，单元内部的平衡条件仍能得到严格满足，因而与刚度法相比分析效率与效果都有大幅度提高。该平衡微分方程与梁柱单元处于何种受力状态无关，即使单元处于强非线性阶段或进入软化阶段，平衡微分方程仍然成立。单元截面力场矢量单元截面力形函数矩阵节点荷载向量采用柔度方式表述的一般化截面本构关系为:截面切线柔度矩阵应用虚功原理得到：尽管在形式上与刚度法相似，但本质不

6、同的是单元刚度矩阵除同样依赖于截面切线刚度矩阵外，它的准确性还依赖于单元截面力形函数矩阵的准确性。求逆后得到单元刚度矩阵刚度法与柔度法的比较上图为采用两种方法进行压弯构件的抗震性能模拟。可以看出刚度法的计算结果，对承载力高估了30%左右，构件延性及耗能偏小。200kN155kN刚度法与柔度法的比较（对悬臂梁的模拟，只采用1个单元）柔度法能用较少的单元获得网格细分的刚度法所得精度。TrussElementCorotationalTrussElementElasticBeamColumnElementNo

7、nLinearBeam-ColumnElementsZero-LengthElementsQuadrilateralElementsBrickElementsFourNodeQuadUPElementBeamColumnJointElementOpenSEES中的单元种类OpenSEES中的非线性梁柱单元NonlinearBeamColumn（distributed-plasticity，分布塑性）基于有限单元柔度法理论，允许塑性铰出现在任何截面。一根构件不需要单元划分，使用1个单元即可，建议单元内使

8、用4个截面积分点。BeamWithHinges（Concentrated-plasticity，集中塑性）基于有限单元柔度法理论。假定单元的非弹性变形集中在构件两端的塑性铰区。Displacement–BasedBeamColumn有限单元刚度法理论，允许刚度沿杆长变化，需要将构件离散成更多单元。集中塑性铰纤维杆元模型由弹塑性区的纤维子单元及弹性区的弹性子单元组成，即较好地保证了计算精度，又节省了存贮空间的和运算时间。结构构件上的塑性变形往往集中表现在塑