“YTO一键弹塑性:框架结构算例验证”
陈学伟(Dino)博士开发的ETO(ETABS to OpenSees)(【最新ETO】OPENSEES教程程序ETO下载方法)是入门OpenSees的极佳工具。ETO涉及范围极广,适用于结构工程(如多层结构的弹塑性分析等)、桥梁工程(如桥梁影响分析等)及岩土工程(如地基土的模拟等 )。但ETO生成的OpenSees模型缺乏配筋信息,因此需要人为介入输入配筋,而在面对高层建筑结构时,由于各构件的配筋大相径庭,使人为输入配筋成为了一项艰巨的工程。
基于此,笔者开发了YTO(YJK to OpenSees),YTO可根据盈建科(YJK)的配筋结果直接生成OpenSees弹塑性分析模型,实现一键式的高层建筑结构弹塑性分析,极大的降低OpenSees的学习成本。近期推文将选用部分典型的高层建筑结构模型,来验证YTO单元转换的准确性,验证算例如下所示:
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9层典型框架结构算例验证
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20层典型剪力墙结构算例验证
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20层典型框架-剪力墙结构算例验证
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带刚性隔板的多层铰接模型算例验证
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带非线性剪切本构的剪力墙结构算例验证
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20层主次梁转换结构算例验证
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超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构算例验证
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带厚板转换的高层结构算例验证
梁柱单元可选择转换为dispBeamColumn(位移元)或forceBeamColumn(应力元)(【OpenSees】浅析两类纤维单元:位移元与应力元)。当选择转化为dispBeamColumn时,YTO将智能对构件进行剖分,端部单元的长度默认取为截面高度的0.5倍。当选择转化为forceBeamColumn时,YTO默认对单元采用Gauss-Radau积分(【OpenSees】浅析纤维单元的数值积分方法),端部积分点的权重默认取为截面高度的0.5倍。
剪力墙单元可选择转换为纤维模型或分层壳模型,下周推文将与大家浅析分层壳单元。(【OpenSees】浅析剪力墙宏观单元:MVLEM,【OpenSees】浅析剪力墙宏观单元:SFI-MVLEM)。
YTO生成的OpenSees模型已根据YJK的配筋结果对各单元进行纤维划分,核心区混凝土均根据Kent-Park约束混凝土本构来考虑箍筋的套箍作用。
9层典型框架结构简介
9层框架结构模型如图1所示,OpenSees模型采用工具【工具】OSV2.0 [OpenSees可视化工具] 进行可视化。
图1 9层典型框架结构
将9层框架结构分别转化为刚度法纤维单元模型(dispBeamColumn)和柔度法纤维单元模型(forceBeamColumn)。YTO自动对刚度法纤维模型的各个构件进行剖分,端部单元长度取为构件截面高度的一半;柔度法纤维单元采用Gauss-Radau积分,端部纤维截面权重固定为构件截面高度的一半。YTO根据YJK的计算配箍为每个构件赋予不同的约束混凝土本构。
图2 单元转换示意图
9层典型框架结构算例验算
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荷载转换验证
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模态验证
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多遇地震下动力时程分析
0.07g人工波下各模型的顶点位移时程曲线如图3所示:
图3 多遇地震下的动力时程分析
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罕遇地震下动力时程分析
对OpenSees刚度法纤维模型、OpenSees柔度法纤维模型及Perform-3D模型在0.4g、0.6g和0.8g人工波下进行弹塑性动力时程分析,各模型的顶点位移时程曲线及层间位移角曲线如图4所示。
图3 罕遇地震下的动力时程分析
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动力失稳工况下的动力时程分析
对OpenSees刚度法纤维模型及Perform-3D模型在1.2g人工波下进行弹塑性动力时程分析,顶点位移时程曲线及层间位移角曲线对比情况如图4所示。
图4 动力失稳工况下的动力时程分析
精彩回顾:
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OpenSees
【OpenSees】应力元纤维单元的Localization Issues
【OpenSees】SecAggregator为DispBC赋予剪切刚度乃无用功
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Perform3D
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拓扑优化
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工具
【工具】CC-Constitution [约束混凝土本构计算工具]