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免费版本2018-01-05
ETABS TO PERFORM-3D
Author: dinochen1983
Time: 2023-12-31
[小记]ETE2018是由陈学伟(DINO)与李明(LI MING)开发的集成程序,它可以完成结构概念设计
优化设计、模型转换、快速建模,快速验算与结构总信息统计的小程序,在设计的基础上开发,不是纯学术研究
满足工程人员对设计的极致要求。由于程序太巨大量,学习操作的教程会慢慢在DINOCHEN.COM上发布
有兴趣的工程师可以下载试用,我们定期会在微信公众号平台公布程序的最新进展
我们的微信公众号是 DINOSTRU , 或扫码关注, 微信的更新是永远最快的。
ETE2018
Author: dinochen1983
Time: 2023-12-27
ETABS to ABAQUS 内置于 ETE2018
ETABS to ABAQUS
Author: dinochen1983
Time: 2023-12-09
Tag: 编程 |
预览模式: 普通 | 列表

点击下载文件:[论文]粘滞阻尼器在连体高层结构中的抗风减振效果 

【英文篇名】 Wind-induced Response Analysis on a Connected Tall Building Structure with Viscous Damper
【作者】 陈学伟,韩小雷,毛贵牛,季静
【英文作者】 Chen Xue-wei1,2,Han Xiao-lei1,2,Mao Gui-niu1,Ji Jing1,2
【作者单位】 华南理工大学土木与交通学院; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】 土木建筑与环境工程 , Journal of civil, Architectural and Environmental Engineering, 编辑部邮箱 2009年 05期 

【中文关键词】 结构  动力荷载  风工程  时程分析  粘滞阻尼器  高层结构  风洞试验  风致响应
【英文关键词】  wind-induced vibration; time-history analysis; viscous damper; connected structure
【摘要】 主要研究设置粘滞阻尼器的连体高层结构风振响应及风动力荷载作用下粘滞阻尼器对结构内力、变形、加速度及能量耗散的控制效果。根据连体高层结构刚性模型的风洞试验,得到风压系数时程数据。通过编制基于风洞试验的风荷载时程处理程序WINDHIST V2.0,可将风洞试验数据进行处理并导入有限元程序进行风振时程分析。对连体高层结构进行多工况风振时程分析,结果显示:设置粘滞阻尼器能减小连体结构内力及变形,内力的控制效果优于变形的控制效果。连体结构顶部加速度是由脉动风的动力效应引起,粘滞阻尼器能有效地控制结构顶部楼层加速度。
【英文摘要】 This Paper involves wind-induced vibration analysis of a connected tall building structure with viscous damper. The control effect of viscous damper in several respects, such as internal force, deformation, acceleration and energy under dynamic wind load is studied. Firstly, wind pressure time-history data is gained from the wind-tunnel test of the structure model, and then a wind load processing program WINDHIST V2.0 based on wind tunnel test is programmed, by which wind pressure data can be processed and inputted into FEM program. Thus wind-induced vibration time-history analysis under various cases could be realized. The results show that both the internal force and deformation of the connected structure with viscous damper can be decreased, while the effect of the former is more obvious than the latter. The acceleration at the top of the connected structure caused by dynamic response of fluctuating wind can be controlled effectively by viscous damper.
【基金】 亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题基金(C708086z)
【DOI】 CNKI:SUN:DGGC.0.2009-04-011
【更新日期】 2009-11-20

最近由于工程的需要,需要把MIDAS的结构模型进行转化,为什么不用MIDAS进行分析呢,因为我用ETABS比较熟,学习新软件需要花一些时间,于是我就把MIDAS转到ETABS了,后来一问我的李师兄(MIDAS牛人),他说现成没有转化工程从MIDAS到ETABS。时间紧任务急,马上动手自已研发一个简单版的MIDAS TO ETABS,暂时没有做界面,只是显示一下进度文本,如下图所示。

在开发的过程中,发现MIDAS的文本格式,MGT文件与SAP2000的S2K,ETABS的E2K文件一样好读,比较齐全,我喜欢。国内的PKPM需要学习的地方就是这个输出文本,现在的PKPM连STRU.dat都加密了,对于软件的长远发展,我觉这样并不是好事的。
有限元软件的文本格式往往规律性很强:
结点,几何单元,材料,截面,杆系,壳元,体元,荷载工况,点荷载,线荷载,面荷载,分析设置。。。。
读取MIDAS的主要参数后,转化成SAP2000的格式好办事,转成ETABS就有点难了,ETABS的格式与楼层为坐标参考,有点难度。需要花一些时间了解跨层构件的设置就可以把问题解决了。导出成功后的模型如下图所示,开心!
总结经验:欲速则不达,求人不如求已,先分析后动手,多尝试耐心点!
还有一句:编程是一个很好的工具,让电脑有效率的办事!
至今可以我能转化的结构有:
[1].PKPM2006→ETABS
[2].ETABS→SAP2000
[3].PKPM2006→SAP2000
[4].MIDAS→ETABS
[5].ETABS→OPENSEES
[6].ETABS→PERFORM-3D
除了[6],其它开发程序不高,只能用于个人的工程,唉。。。加油!有空得完善一下。呵呵!感谢李卫勇师兄的MIDAS指导。


点击下载文件:[论文]人行天桥振动时程分析方法的研究
【英文篇名】 THE RESEARCH OF TIME-HISTORY RESPONSE ANALYSIS OF FOOTBRIDGE VIBRATION BASED ON STIMULATION OF GROUP WALKING
【作者中文名】 蔡静敏; 陈学伟;
【作者英文名】 Cai Jingmin1 Chen Xuewei2 (1.Guangdong Mingdu Architecture and Design Company; Guangzhou 510000; China; 2. School of Civil Engineering and Transportation; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China);
【作者单位】 广东名都设计有限公司; 华南理工大学土木与交通学院;
【文献出处】 钢结构, Steel Construction, 编辑部邮箱 2009年 07期  
期刊荣誉:ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【关键词】 人行天桥; 人行荷载; 人群走动仿真; 时程分析;
【英文关键词】 passenger footbridge; crowd-induced load; group walking stimulation; time-history analysis;
【摘要】 人行天桥在人群走动引起的振动作用下的舒适度成为评价人行天桥适用性的重要指标。现行规范给出的静力挠度控制并不能充分体现大跨度结构的正常使用要求。国外规程对楼板振动问题采用稳态响应分析方法,但该方法局限于平面规则、边界条件简单楼板,不适用复杂的楼板体系。根据人群的行走规律,对人群走动进行仿真的基础上编制了人行荷载时程生成程序,并采用人群行走致使天桥板面振动的时程分析方法,对特定边界条件、跨度及阻尼的天桥结构进行时程分析。最后将计算结果与人行荷载试验进行对比,表明该时程分析方法能较精确反映楼板人致振动的特性,并适用于任意形状及边界条件的楼板舒适度的评估。
【英文摘要】 Occupant comfort when footbridge systems are subjected to crowd-induced vibrations has become an important index to evaluate serviceability of structures. Control of static deflections stipulated in current code cannot sufficiently represent the serviceability requirements of long-span systems. Harmonic vibration analysis procedure is introduced by foreign code requirements to deal with floor vibrations, with the restriction to those with regular shapes and simple boundary conditions. This paper proposes a ...
【DOI】 CNKI:SUN:GJIG.0.2009-07-006

最近埋头于研究宏观单元与有限元程序的编程,长时间没有写博客,对不住各位网友啦!在研究生几年写了几个自已比较满意的前后处理程序,解决的很多工程问题,但是学术价值不高,只是学习的有限元软件的应用。后来,我明白的一个道理,学习有限元最好的方法之一就是编程把它实现,而且,在长期的学习OPENSEES与PERFORM-3D的过程中发现,看到国内外这个方面的差异。“国人应当自强!”,OPENSEES发展迅速,这也让人担忧,因为国内外这个差距会越来越大。于是我想我的博士论文的一个内容就是开发一个属于自已的有限元平台MESAP(Macro Element Structure Analysis Program),译意为:基于宏观单元的结构分析程序,“ME”又表达了是“自已”的东西,双重含义。
软件基于类来编写。可不断扩展单元库与材料本构库,配有图形化的前后处理,图形界面如图所示。算例结果如图所示。


现在的单元库已经有三种梁柱单元基于柔度法纤维单元,基于刚度法法纤维单元及基于柔度法的塑性铰单元。MESAP还具有两种剪力墙单元模型:三弹簧模型(TVLEM)与多竖向弹簧模型(MVLEM),MESAP的材料库具有多种材料模型,包括Kent-Park混凝土本构模型、Pinto钢筋本构模型,其滞回曲线与OpenSEES的对比如图所示,还有一些简单的塑性铰本构如修正Clough模型等。

近期对剪力墙与梁柱等宏单元进行充分的研究与对比,将写成系统的宏观单元研究论文发表至抗震相关的期刊,希望能发表成功。国内研究宏观单元现阶段大部分还是基于DRAIN,OPENSEES,CANNY,PERFORM-3D的等软件,自主研发的软件比较少,希望我在基于MESAP平台可以开发出更好更新的宏观单元,说实话,在OPENSEES里面开发单元实在太难了,在MESAP,自已的地盘很多约定简单,所以开发单元容易呀,呵呵。不过OPENSEES实在是太好的,还是有很多地方值得学习!
开发MESAP还需要发挥我开发前后处理的功夫,把界面与功能做完善,是目前我比OPENSEES先进的其中一点,呵呵(自吹自擂了),举个例子,在OPENSEES进行低周往复,位移控制流非常难写,我在MESAP就把位移控制加载所有重要因素写在一个界面里,只要这个界面输入完整,就可以完成一系列的位移加载,改动的话也很容易,这是我自已最喜欢的设计之一,界面如图所示。

继续努力,开发MESAP,这是第一阶段,未来的路还很长!!
期待MESAP的论文发表!!

点击下载文件:[论文]基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析
【中文篇名】 基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析  
【英文篇名】 Research of Wind-induced Vibration Analysis for Ultrahigh-rise Buildings Based on Wind Tunnel Test
【下载频次】
【作者】 何伟球; 陈学伟; 韩小雷;
【英文作者】 He Weiqiu1 Chen Xuewei2 Han Xiaolei2(1、Guangdong Dacheng Zhujian Engineering Design Institute Co.LTD Guangzhou 510640; China; 2、Tall Building Structure Research Institute; School of Civil Engineering and Transportion; South China University of Technology Guangzhou 510640; China);
【作者单位】 广东省大成注建工程设计有限公司; 华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所;
【文献出处】 广东土木与建筑 , Guangdong Architecture Civil Engineering, 编辑部邮箱 2009年 02期  
期刊荣誉:ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 高层建筑; 风振响应; 时程分析; 舒适度评估;
【英文关键词】 ultrahigh-rise building; wind-induced vibration; time-history analysis; comfort evaluation;
【摘要】 目前超高层建筑结构风振分析常采用的是规范的简化理论方法和基于风洞试验方法频域方法,随着结构体型的复杂化或周边建筑对风场有明显干扰时,进行结构风振时程分析是更为简单直接有效的方法。本文通过编程实现生成风洞试验中风荷载时程数据并导入有限元分析软件进行结构的时程分析,获得整体结构位移、内力以及加速度时程等重要数据,为规范方法不适用的超高层建筑结构风振响应分析及舒适度评估提供了可行的方法。
【英文摘要】 Nowadays,simplified theory method from design codes and frequency domain method based on wind tunnel experiment method are widely used.As to the complication of the structures or obvious disturbance of the surrounding buildings to the wind field,time-history analysis of wind-induced vibration is suggested as a more simple,direct and effective method.In this paper,wind-induced vibration response analysis is carried out to the ultrahigh-rise structure of Synonym Haifeng.The important data of the displacement ...
【DOI】 CNKI:SUN:GDTM.0.2009-02-003
【更新日期】 2009-06-09
【分类号】 TU973.2
【正文快照】 1工程概况某超高层建筑结构总高度185.2m,平面26.1m×28.9m,高宽比为7.1;采用现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构,其中中部闭合式核心筒剪力墙及四周角部剪力墙直接落地,部分剪力墙在首层通过梁式转换结构直接支承于框支柱。结构自振周期接近5s,且周围建筑对风场干扰明显,结构体

点击下载文件:[论文]基于人群行走仿真的楼板振动分析方法及反应谱公式推导
【英文篇名】 Research on Analysis Method for Floor Vibration and Formula Derivation of Response Spectra Based on Simulation of Crowd Walking
【中文篇名】 基于人群行走仿真的楼板振动分析方法及反应谱公式推导 
【作者】 韩小雷; 陈学伟; 毛贵牛; 郑宜; 季静;
【英文作者】 HAN Xiao-lei~(1; 2); CHEN Xue-wei~1; MAO Gui-niu~1; ZHENG Yi~1; JI Jing~(1; 2)(1.Tall Building Structure Research Institute; South China University of Technology; Guangzhou 510640; China; 2.Key Laboratory of Subtropics Architecture of Ministry of Education; China);
【作者单位】 华南理工大学高层建筑结构研究所; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【文献出处】 建筑科学 , Building Science, 编辑部邮箱 2009年 05期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 楼板振动; 时程分析; 人行荷载仿真; 加速度反应谱;
【英文关键词】 floor vibrations; time-history analysis; crowd walking stimulation; acceleration response spectra;
【摘要】 楼板在人群行走振动下的加速度成为评价楼板结构适用性的重要指标。欧美规程对楼板振动问题采用单自由度的稳态响应分析方法,该方法过于简化,理论公式适用性不强。本文编制了可与有限元分析软件接口的人行荷载时程生成程序FVAP。基于多自由度楼板模型,实现人群行走致使楼板振动的时程分析方法,对特定边界条件、跨度及阻尼的楼板体系进行时程分析,并将计算结果与楼板人行荷载试验进行对比,表明该时程分析方法能较精确反映楼板人致振动的特性。本文还应用此方法对不同跨度、厚度及不同阻尼比的楼板结构进行算例分析,回归得出基于多自由度模型的楼板振动加速度反应谱计算公式。该公式适用于房屋建筑的楼板舒适度的评估,为实际工程中大跨度楼板的舒适度评估提出了具有工程意义的计算方法。
【英文摘要】 Occupant comfort,when large-span floor systems are subjected to crowd-induced vibrations,has become an important index to evaluate serviceability of structures.Harmonic vibration analysis procedure which takes floor system as a simply-supported single-degree of freedom system is introduced in European and American codes to deal with floor vibrations,which is oversimplified and inapplicable in many situations.This paper proposes a program FVAP(Floor Vibration Analysis Program) for the generation of load indu...
【DOI】 CNKI:SUN:JZKX.0.2009-05-003
【更新日期】 2009-06-05
【分类号】 TU311.3
【正文快照】 0研究背景楼板振动问题是人体工程学与结构工程学的交叉课题,国内研究工作较少。美国、日本、欧洲等一些国家对此进行过一些研究并发布过有关设计指南,如英国混凝土协会发布的《Critical review ofguidelines for checking vibration serviceability of post-tensioned concret

点击下载文件[论文]基于SAP2000 的复杂筏板基础分析与设计

基于SAP2000 的复杂筏板基础分析与设计
陈学伟 林生逸

PKPM具有建模快捷方便、分析功能齐全等优点,目前是国内应用最多的结构设计软件。SAP2000是世界范围内广泛应用的通用有限元软件之一,可以模拟线性、非线性结构分析,其对结构的线弹性分析结果有较好的可靠性,且计算效率较高,但其在建模方面有一定的局限性。为了实现快速建模,SAP2000做了与其他程序(如AutoCAD等)的接口,并能借助Excel等进行交互式数据编辑。利用PKPM程序导出的STRU.SAT模型记录文件,编制程序并借助Excel的批量处理功能生成SAP2000的s2k模型记录文件,再导入到SAP2000中实现复杂筏板模型的建模。并编制程序提取PKPM分析的底层内力文件WNL1.OUT中的内力组合用于SAP2000中进行结构分析。
某工程筏板基础概述
某工程筏板基础底板面标高-7.5m,筏板基础混凝土强度等级和抗渗等级分别为C35,0.8MPa,基础受力钢筋等级为HRB400。筏板基础下设置厚度为0.1m 的混凝土垫层。底板基础保护层厚度取40mm。塔楼筏板厚度为1600mm,塔楼外筏板厚度有400,700mm 两种,墙柱平面布置如图1所示。SAP2000 分析中计算沉降采用荷载的准永久组合(D+0.5L),用于配筋计算时采用荷载基本组合。



最近在看一本书:王树和的《数学演义》,这本书是《好玩的数学》系列的一本,看了以后发现数学其实真的很好玩,看了这本书以后有一种相逢恨晚的感觉。中国的小学、中学直至大学都用应试教育的方法把数学教给学生,乏味枯燥,如小学的奥数,其目的是增加学生学习数学的兴趣,在中国变成了把学生训练成解题机器。《数学演义》中介绍了数学家的一些趣事,包括中国古代的数学故事,在看书的过程中,我通过编程做一些数学试验,体会其中的趣味,这本书值得推荐给觉得数学枯燥的人读一读,非常有启发性。

摘录书中第28回“投针求π数理不凡,随机画弦悖论真刁”
1777年,薄丰提出“投针求π”的方法,开蒙特卡罗与几何概率的先河。今长度为l的匀质细针随机地掷于画了等距平行线族的平面上,相邻两平行线相距为a,a>l,求针与平行线相交的概率是多少。这里所谓随机是指针中心的落点与针方向都是等概率的,中心落点与针方向无关。设x为针中点到平行线的距离,则 。设θ是针与平行线的夹角,则 。由图1知仅当  时,针与平行线相交,即针的中心x与交角组成方位二数组(θ,x)属于图1所示的阴影区,针与平行线相交,于是所求概率
 
1901年,意大利青年数学家拉泽里尼投针3408次,他用压线的频率代替p,即p=m/3408,求得π=3.141592。以下是我编制的概率数值试验程序,投针1000次,求得π=3.17143。好玩好玩。

IDARC2D前后处理系统v1.0正式版申请方法(免注册费)
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为更好的推广弹塑性分析方法,现推出免注册费申请IDRAC2D前后处理的正式版活动。请将你用IDARC进行的科研课题简介,研究单位等信息及IDARC-2D正式版的注册号发到我的邮箱,即可获得IDRAC的正式版注册码。我的邮箱是dinochen1983@yahoo.com.cn。以下代号名单为已免费申请正式版,赶快行动吧!!!

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金土木公司在2008年推出了CKS Detailer软件,帮助大家解决ETABS在工程上的应用问题。其实早在2007年4月,我在华工的高层建筑结构研究所就开发了类似的程序ETABS TO ENGINEER V1.0,当然比起专业公司当然是比较简单的。程序是内部使用,未商业化,做得比较粗糙,现简单介绍一下软件的功能,软件还在应不断的工程设计需求在不断更新的。如果程序做完善了,可以考虑商业化了,可是现在水平太差了,现在还在考虑进行SAP2000的后处理开发。
ETABS TO ENGINEER 程序界面如下图所示。

ETABS TO ENGINEER导入ETABS的文件e2k后马上生成后处理模型,速度非常快,CKS是采用读取mdb技术的。ETE是读取文本技术的,这个方面是不同的。
 

ETE主要功能之一:显示结构构件截面信息,包括楼板支撑都可以显示,自由选取显示的内容,可以导出CAD文件,出图后可以做为模型的计算书,这个功能补充了ETABS出图难控制的问题。

ETE主要功能之二:显示结构构件恒活荷载信息,梁荷载楼板荷载平面显示,在ETABS里面,梁荷载在平面是显示不出来的,只有在轴侧图可以看到,荷载图可以出图,做为计算书的内容,方便检查结构荷载。

ETE主要功能之三:读取ETABS的配筋内容,在图上采用PKPM的格式显示出梁柱的配筋数,这个功能在混凝土设计中非常重要。


ETE主要功能之四:出图与显示的控制,出图时考虑各种元素的输出方式的不同,程序给出可控制的模块,你可以选择出图的内容,可以选择梁柱,标注,文字的颜色,大小等等,非常人性化的控制,而且,显示与输出AUTOCAD的设置是对应的,你可以随时查看状态。

ETE主要功能之五:这个功能是最有科技含量的,ETABS本身没有钢管混凝土的验算,我们之前在做某工程的时候遇到这个问题,这时候我们想到了开发一个后处理系统可以处理特殊构件的计算,因此,ETE软件实现了该功能,以后将会不断在这个功能上加强。以下是方钢管混凝土的后处理计算。

ETE主要功能之六:输出AUTOCAD功能,以前是采有实时生成法,后来发现太慢了,所以现在采用输出DXF的方法,准确快速。

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风振分析与风时程生成程序 获华工11届挑战杯 三等奖
高层复杂基础设计软件 获华工11届挑战杯 二等奖


  昨天被阿牛的短信叫醒,阿牛说:“师兄,比赛布置中午截止”。看来三位师弟对这个比赛还是充满热情的。我于是决定参加这次比赛了。本来是想放弃的,因为学院通知得太晚了,没有时间准备海报布置。那里离比赛还有三个小时,于是我开动了PHOTOSHOP以疯狂的速度画了一张风振的海报,先赶去现场看情况了。剩下一张基础的海报由生逸与培烽来做,果然不负所望,我们在两点钟把全部海报及论文打出来,并布置好了。就这样,我们参加了这次挑战杯了,志在参与,在这个过程本身就能学到东西。这是我第三次参加挑战杯了(有空把以前参与的图片放上来呀),现在才发现我是老华工啦。贴几个照片上来给大家看看先。这个是我们团队!从左至右分别是吴培烽,林生逸,陈学伟,毛贵牛。这是学院对挑战杯的报道新闻:http://www.100steps.net/news/24689.html


基于风洞试验的数据处理程序
在韩小雷教授的指导下完成了中洲的超限分析,这个分析当中,风荷载的计算是很重要的一部分。之前在汕头大学进行了中洲观光门的风洞试验,非常感谢谢壮宁老师与石碧青老师在风洞试验及以后我们的风荷载分析时给予的帮助,他们热心的回答我们的问题。当然,在这个过程中学习了很多东西。风振时程分析的一个重要环节就是处理风洞试验数据,我指的是同步测压的时程数据。通过面向对象语言DELPHI,编制了一个向ETABS或SAP2000导荷载的程序,还具有图形界面。通过这个程序能轻松地实现风振时程分析。这个程序与之前的AR法风荷载时程生成程序WIND HIST V1.0 是一对的,呵呵。我简单介绍一下程序,程序先导入风压测点空间位置,包括测压点的从属面积等属性。然后再导入风洞试验荷载数据,最后程序自动生成相应有限元软件的荷载时程数据。详细过程类拟AR法论文的某些章节。为了方便观察数据,我还编辑了动画功能,可以查查表面脉动风的情况,看看负压大还是正压大,看看不同风向角的影响等等。第一次编出来很惊讶,因为之看到的都只是数据,数据可视化以后,能够感觉得到风真的在吹!!!

基于人群走动仿真的人行荷载生成程序FVAP的编制
楼板振动主要是由人群活动的动力荷载引起的,人群活动过程可以通过人群数量、每个人的体重、每个人的行走起点、行走方向、行走模式(包括步距、频率、冲击放大系数)等属性进行描述。为了得到楼板各点的荷载时程,需要对人群活动进行数值仿真。由于人群活动具有随机性,为简化仿真模型可做出以下假定:(1)人的自重、行走模式、开始时间及行走路线是随机的;(2)行走路线为直线,行人匀速行走;(3)行人自重为700±145N,属于正态分布随机变量。根据上述理论,本文通过面向对象语言编制了人行走荷载生成程序FVAP(Floor Vibration Analysis Program),对特定行走边界的人群走动进行仿真,并得到人致动力荷载时程数据。程序界面如图所示,可导入楼板的单元信息,划定活动边界、定义人群数量及行走模式等。

通过该程序生成楼板动力荷载时程数据流量大,为方便工程应用,程序自动与结构有限元软件如SAP2000、Etabs、Midas等软件接口,实现数据流的导入。通过有限元软件可以对楼板进行动力时程分析。

楼板振动时程分析法及算例分析
本文以一人行天桥结构为例,介绍楼板振动时程分析方法的分析过程。Wheeler对一人行天桥进行人行荷载试验。该天桥为两跨的钢结构,天桥截面如图所示。天桥两跨长度分别为16.32m和19.83m,楼板采用16mm的钢板,主梁采用截面460UB型钢,楼板与钢梁上翼缘焊接。在活荷载为3.5kN/m2作用下的静力挠度为L/503,其中L为主跨的长度。本文采用有限元软件SAP2000对结构进行分析。分析模型为杆系单元与壳单元的整体模型,如图所示。楼板的划分网格大小应小于步距(约750mm),以便于节点时程荷载的输入。对结构进行模态分析得到振型如图所示。试验测得的楼板振动第一阶频率为f1,exp=3.2Hz,有限元分析结果为f1,calu=3.3Hz,表明模型基本反映实际结构的动力特性。该天桥的自振频率与行走频率接近且挠度偏大,需要进行楼板振动验算,保证结构舒适度。
有限元模型中的楼板单元数据导入FVAP中,划定行走边界。为了对有限元分析和试验结果进行比较,行走模式取正常行走。人群进入楼板时间设为60s,统计时间设为120s,步长为0.1s。人群数量分别取1、15、30、60这四种工况进行仿真。以下动画为单人行走时的楼板弯矩Mmax云图。

通过程序计算生成荷载时程文件,并自动导入SAP2000中,某结点在行走人数为60人时荷载时程曲线如图所示。算例对人群数量为1、15、30、60的四种工况下的楼板振动进行分析。四种工况下楼板竖向加速度时程如图所示。

点击下载文件:[论文]高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究



高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
陈学伟1,韩小雷1,2,郑宜1,毛贵牛1
(1. 华南理工大学高层建筑结构研究所 广州 510640;2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室 广州 510640)
摘  要:高层建筑风振舒适度已受到普遍关注,目前常采用的是规范的经验公式和风洞模型试验实测法。但随着结构体系的复杂化及采用附加阻尼器减振技术的日益广泛化,进行结构的风振时程分析是更为简单直接和准确的分析方法。本文采用自回归滤波法技术,考虑三维空间相关性,对具有随机性的脉动风荷载进行有效的模拟;通过编制软件生成风压时程数据并自动输出至结构有限元软件进行风振时程分析,为高层建筑的风振控制分析提供了可行的方法;最后,将该风动力荷载数值模拟技术与动力时程分析技术相结合进行算例分析验证,经过对比研究表明该风振时程分析方法可应用于工程分析与设计。
关键词:风振控制;风荷载时程;时程分析;自回归滤波法
中图分类号:TU97   文献标识码:A    文章编号:
The Research of Time-History Response Analysis of Tall Building Structure Under Wind-induced Vibration and Computer Program for Wind Time-History Load Simulation
Chen Xuewei1, Han Xiaolei1,2, Jack CHEANG1, Mao Guiniu1
(1.Tall Building Structure Research Institute, College of Architecture and Civil Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China;
  2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
Abstract:Wind-induced comfort problems of tall building have raised more and more attention, empirical formulas from design codes and wind tunnel experiment method are widely use nowadays. However, as the complicate structure systems and especially structures with viscous dampers are widely applied, wind load time-history analysis method is more precise. In this paper, auto-regressive method is used to simulate the random wind dynamic loads which considers 3D spatial correlation. The computer program is developed to produce wind load time-history and export to FEM program to carry out the time-history analysis under wind-induced vibration. The program provides feasible method for analysis of wind-induced vibration of tall building structure .The proposed method was applied in numerical simulation of several typical examples. The results verify the effectiveness of this simulation method in practical structural analysis.
Keywords:wind-induced vibration control; wind load time-history; time-history analysis; auto-regressive.

有一个多星期这么久没有写博客了,太久了,有点对不起关心该博客的朋友了。最近忙CSA的研究工作所以没多少时间上来。上次跟研一的同学分享课程学习经验的时候,回想起数值分析的课程,现在的数值分析课程好像已经没有布置编程题了,我觉得这样很不妥当,数值分析就是用来编程用的,同理,现在的土木系的研究生教育越来越不重视编程了。以前,电脑还没有普及,很多研究生要写一些结构分析的FORTRAN程序来做论文,现在的研究生很少自编程序来做论文,过分的依赖SAP2000,ANSYS,ABAUQS这些有限元软件了,这样有个不好的地方就是大家似乎重视电脑操作而忽略了有限元的很多原理,同样我国的有限元软件就不会太大的发展了。
数值分析的课程我觉得很重要,对有限元来说,线性方程组求解可用于求静力问题,特征值求解用于求振型,积分与插值用于等参元等等。各个有限元层次都需要数值分析的基础。
我与大家分享一下华南理工大学研一的实验题,并列出我采用Delphi编出来的一些小程序答案,欢迎大家下载!!

Download:研究生课程实验题文件
第三题:插值与拟合
1. (龙格现象的发生、防止和插值效果的比较)对区间[-5,5]作等距划分:  ,对下列函数y=x/(1+x^4)分别按给定方案进行插值,计算其在各划分小区间中点上的值,并给出插值函数的图形。
方案I:  分别取  作Lagrange插值;
方案II: 分别取  作分段线性插值。




第五题:数值积分
1.文学家要确定一颗小行星绕太阳运行的轨道,他在轨道平面内建立以太阳为原点的直角坐标系,在两坐标轴上取天文测量单位(一天文单位为地球到太阳的平均距离:9300万里)在五个不同的时间对小行星作了五次观察,测得轨道上五个点的坐标数据如下表所示: 
           P1      P2      P3       P4      P5
x坐标 5.764 6.286 6.759 7.168 7.408
y坐标 0.648 1.202 1.823 2.526 7.408
由开普勒第一定律知,小行星轨道为一椭圆,椭圆的一般方程可表示为:       
                    
现需要建立椭圆的方程以供研究。
(1)分别将五个点的数据代入砣圆一般方程中,写出五个待定系数满足的等式,整理后写出线性方程组AX = b。
(2)用MATLAB求低价方程组的指令A / b求出待定系数  。
(3)卫星轨道是一个椭圆,其周长的计算公式是
                                   
式中,a是椭圆的半长轴,  是地球中心与轨道中心(椭圆中心)的距离,  。其中h为近地点距离,H为远地点距离,R = 6371(km)为地球半径。
   有一颗人造卫星近地点距离h = 439 (km),远地点距离H = 2384(km)。试分别按下列方案计算卫星轨道的周长,误差限取为  。
(方案I ) 复化Simpson法;  (方案II ) Romberg算法。

我的解答:


08-11
07

后台程序控制OpenSEES操作

2008年11月7日,开始进行基于OpenSEES的CSA研究项目,也叫Hybrid Simulation,该项目由我与王响合作开始进行。我的第一步是研究基于OPP的Delphi去控制OpenSEES程序,实时的放送命令。很久没有搞控制了。查了一些书终于做出来了。这个项目我很感兴趣,同时谢谢日本的Motohide Tada教授在学习资料上面的帮助。
程序源代码如下
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var h:hwnd;
i:integer;
txt:string;
begin
h:=findwindow(nil,pchar('opensees.exe'));
setForeGroundWindow(h);
txt:=edit1.text;
SendMessage(h,wm_char,ord(char(txt[i])),0);
SendMessage(h,wm_char,ord(#13),0);
end;


今天师弟给了我一道计算机图形学的题目,是他们计算机辅助设计课程的小作业,今天我用半个小时搞定了它。其实,这个题目有点意思,练习中可以体现出几个考点:自循环算法(简单的分形),可视化编程,AUTOCAD控制,编制dxf文档。我在这题目上加了一个动画控制,通过调整角度值可以看到分形图形的变化。
原题目是:用FORTRAN编写一个程序生成图示图形的DXF文件。要求在运行的过程中提示输入最大正方形的边长,正方形的个数,相邻两正方形的夹角。
最后,我采用的是Delphi来编写,通过时间控件可以实现动画显示,颜色淅变,甚至可控制AUTOCAD出图,但是在算例中我只是让程序输出DXF文件就行了,偷懒一下!!


2006年,华南理工大学开展申请混凝土结构设计原理作为精品课程,打算制作高水平多媒体教学课件,我在蔡健老师,黄炎生老师及季静老师的指导下,开始编制混凝土结构设计原理智能试题库。这个并不是普通的课件,它是一个综合性计算程序,集合了几类的混凝土结构设计的题目,不但可以给学生练习使用,也可以用于教学,甚至可以拿出来试卷。这个程序主要是采用Borland Delphi v7.0编制而成,采用可拓展的DLL技术,方便以后升级。程序界面如图所示。
Download: 华南理工大学混凝土结构设计原理_智能试验库_v1.0




风振时程分析程序_windhist producer v1.0

总结一下去年的研究工作,其中有一项比较重要的就是“基于AR法的风振时程分析程序”的开发。这个程序主要是采用线性滤波法生成风速时程再通过转化变成风压力时程,主要是荷载数据的处理程序,而力学求解部分采用SAP2000或ETABS。程序界面如图所示。

通过面向对象的程序语言Borland Delphi 7.0编制具有前后处理及图形功能的风时程生成软件WINDHIST PRODUCERv1.0。该软件可实现通过导入SAP2000和ETABS生成的Excel表格,输入结构空间点分布。本软件可修改AR模型的阶次,积分精度、频率区间、计算步长等计算模型的参数,可调节计算模型的速度与精度。本软件的特色在于风荷载特性的输入与我国《荷载规范》紧密结合。程序可通过输入基本风压与地面粗糙度类别,按规范自动计算出梯度风高度、平均风指数和粗糙度系数并生成风速时程数据,也可以手动输入风特性参数。本软件还可以实现多样本时程的自动生成,可实现批量保存,批量导入SAP2000与ETABS的模型中,从而实现多样本的时程分析。
界面可见,非常的人性化,现在大部分风振研究大部分采用MATLAB来做,做出来的程序界面不友好,难与应用于实际工程。采用DELPHI编制界面以后,可以随时改变参数,马上生成风速曲线,且速度比MATLAB要快。
该程序的编写工作已写入论文《高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究》将发表于《华中科技大学学报(城市科学版)》,在第八届全国结构计算理论与工程应用学术会议上发表。
Download:风振时程分析程序 windhist producer v1.0 技术说明文档 点击下载
风速模拟效果如下图所示。风振时程分析与《高钢规》简化公式的计算结果对比如图所示。以上内容在论文中均有提到。


 

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DinoPTESAP v1.0 常应力(应变)单元有限元程序的开发

DinoPTESAP v1.0 这是我本科时候的作品,与Dino Sap v1.0 一样通过编程的方法去了解及体会静力学有限元方法的基本原理,通过一些美术功底与前后处理技术,并参考美国的SAP4源程序(我认为学生有限元的学生一定要看的源代码)开发的第二个有限元程序,当然第一个是DINOSAP,这两个程序是练手之作来的。常应变(应力)三角形单元CST的原理在有限元法一书(王勖成)或弹性力学(徐芝纶)一书都有介绍,原理与编制过程我就不详细阐述,学习有限元的学生通过编写这个程序会基本了解弹性静力学有限元的基本过程。在sap2000,ANSYS等程序中,都已经没有CST单元了,基本上最小阶次的单元都是二次元,教师在用ANSYS教学有限元时,往往不能SHOW一下常应变(应力)三角形单元的不足之处。这个程序就可以能过图形直观了体现常应变(应力)单元的性态了。

结构有限元模型采用3DSMAX建模后导入,3DSMAX有部分插件是可以实现网格划分的。导入后,在DINO PTESAP中建立约束,荷载,厚度弹性模量等信息后进行静力分析,最后结果可以显示变形及应力(应变)云图。

点击下载Dino PteSap v1.0


程序界面图(结构变形图)

结构应力 stress-y 图