[OpenSEES]实例34_基于OPENSEES的桥梁游戏开发

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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。

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