[结构优化] 基于ETABS二次开发的超高层核心筒墙厚优化 案例一 (Case 1 of wall thickness optimization for super high-rise core tubes based on secondary development of ETABS)

实干、实践、积累、思考、创新。 来自团队小伙伴 黄元根 的分享 …… 基于ETABS二次开发的超高层核心筒墙厚优化 案例(一) 1. 工程概况 分享案例为某项目方案测算阶段,项目位于高烈度区(设防烈度8度半),结构高度接近300m,结构体系采用巨柱+型钢混凝土核心筒+斜撑,核心筒作为主要抗侧力构件,其墙厚直接影响结构的抗震性能以及经济性。对于高烈度区项目,结构减重尤为关键,本文基于ETABS二次开发+优化算法给出一种在满足设计要求前提下减小结构自重的解决方案。 2. 核心筒优化结果 项目核心筒竖向存在一定收进,墙体根据其平面位置以及高度设为变量,优化过程可描述如下: 优化目标:结构自重最小 约束函数:结构最大层间位移角1/450 设计变量:核心筒墙厚   结构软件 优化前(YJK) 优化后(YJK) 结构总质量(t) 200433 187156 结构周期(s) 4.78 4.97 最大层间位移角 1/452(X)1/470(Y) 1/449(X)1/462(Y)   …

[结构优化][Video] 超高层结构伸臂桁架位置敏感性分析 (Sensitivity analysis of the location of the outrigger truss in super high-rise buildings)

实干、实践、积累、思考、创新。 来自团队小伙伴的分享,通过ETABS二次开发,实现超高层伸臂桁架位置敏感性分析。Sensitivity analysis of the position of the outrigger truss in super high-rise buildings 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000] [02] [CSI OAPI][编程] …

[优化][编程] 基于ETABS二次开发的塔楼斜柱斜率变化优化案例 (Slope Sensitivity analysis of the inclined columns of the tower through secondary development of ETABS)

实干、实践、积累、思考、创新。 实际超高层工程案例中,塔楼外框常采用斜巨柱形式,以加强外框刚度和满足建筑外形要求,例如中国尊大楼、武汉绿地中心等。为了探究巨柱斜率对整体刚度影响,基于ETABS二次开发技术实现不同斜率巨柱自动化计算以及提取相应结果,以供参考: 一、计算模型 斜柱斜率变化视频 二、计算结果 三、初步结论 1、巨柱斜率增大,结构刚度增加,地震下结构基底剪力增大; 2、巨柱斜率增大,风荷载下结构最大层间位移角可减小15%,当斜率大于一定角度后,最大层间位移角减小幅度有限; 3、相比结构前二周期,结构第三周期(扭转周期)对巨柱斜率变化更为敏感,即增大巨柱斜率更有利于提高结构扭转刚度。 本文编者介绍 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000] [02] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX2: 伸臂桁架几何优化 …

[OpenSees][科研] Pinching4 MatTest: Pinching4 Material Parameter Test [Pinching4材料参数测试工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Icon ) 程序介绍 ( Introduction) 应网友要求,编制这个 Pinching4 MatTest 程序,用于测试 OpenSees中的Pinching4 材料的特性。 OpenSees中的Pinching4 Material 是一个灵活度非常高的单轴滞回本构模型,该材料拟合“挤压”载荷变形响应,并在循环载荷下表现出退化。强度和刚度的循环退化有三种方式:卸载刚度退化、重新加载刚度退化和强度退化。此外,该本构允许拟合材料的正负非对称特性。该本构的详细介绍可查看这个官方链接:https://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Pinching4_Material 我们把官网该材料的命令贴到下面: This command is used to construct a uniaxial material that represents a ‘pinched’ load-deformation …

[优化][编程] 基于SAP2000二次开发的平面桁架优化案例 (Optimization of plane truss structure through secondary development of SAP2000)

实干、实践、积累、思考、创新。 实际超高层工程案例中,外框常采用交叉支撑/交叉网格等形式加强外框刚度以形成强外框体系,例如深圳中信金融中心、深圳华润总部大厦、广州西塔等。为了初步探究交叉支撑点位置对外框刚度影响,基于简化平面模型以及SAP2000二次开发技术,采用枚举法对不同交叉点位置的桁架进行计算,以供参考。 1、平面桁架的简化模型 外框交叉支撑通常呈现疏密表现形式,简化模型通过可选交叉点位置大于交叉点道数模拟,各层水平荷载采用某项目指定风荷载。 表 平面桁架构件尺寸: 柱 方钢管2000X2000X100X100 梁/支撑 方钢管1200X800X60X60 2、SAP2000二次开发技术+简化模型 SAP2000的API功能是以程序语言的形式与SAP2000相结合,实现建模、分析、结果输入输出的智能化,它使得用户可以通过编译好的程序自动建立、分析模型并获得指定的分析和设计结果,用户可用另一种程序和SAP2000通过API接口相结合实现互动。本文通过SAP2000二次开发技术对所有枚举桁架方案进行内力分析,输出桁架顶点位移,以此作为整体刚度判定标准。 桁架交叉点位置变化视频 3、计算结果 基于简化模型和二次开发技术,将桁架顶点位移作为整体刚度判定标准,以下给出顶点位移从小至大的桁架方案结果 本文编者介绍 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000] [02] …

[视频][Video] 基于ESO的拓扑优化 案例1 (Python编程) ESO based topology optimization Example 1(Python programming)

实干、实践、积累、思考、创新。 ESO拓扑优化,Python编程,视频。 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000] [02] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX2: 伸臂桁架几何优化 [Geometric optimization of outrigger truss] [03] [CSI OAPI][编程] …

[动力学][结构] 大震弹塑性顶点位移时程为何”不收敛”?[Why does the displacement time history of earthquake elastic-plastic analysis not converge?]

实干、实践、积累、思考、创新。 经常碰到小伙伴做完大震弹塑性分析后,跑过来问为何结构顶点位移总是不收敛? 怎么个不收敛法?大家看看下面这个图: 上述两组图中,上方的是结构某主方向的地面加速度(总时间110s),下方的是结构对应方向的顶点位移时程曲线(算到60s)。 由图可见:其中地面峰值加速出现在30~40s,在60s时地面加速度已退化为峰值的30%以上,而结构顶点位移算到60s依然不减衰减。地面加速度衰减速度很快,加速度峰值明显靠前,而顶点位移似乎还没出现峰值,看起来“发散”。为何加速度已经显著退化,而位移还没收敛? 最初看到这类曲线的时候,也很诧异?后面思考后发现,之所以会存在这种诧异,是因为我们对比的基准选错了。 上面的例子中,我们拿结构的顶点位移时程和地面加速度进行对比?实际上,加速度和位移之间差了两次积分,加速度峰值和位移峰值并不一定出现在同时刻,两者本身可以差很大。 对比结构顶点位移时程的趋势参照地面的位移时程更直观,而不是参照地面加速度时程。位移与位移对比才直接。 以上图中的加速度为例,我们对加速度进行积分,获得对应速度与位移时程,结果如下图所示。 由上图可见,X向和Y向的地面加速度时程峰值分别出现在30s和40s左右,而对应的位移时程峰值分别出现在50s和55s,足足推后了15~20s左右。 从这个角度来看,顶点位移要出现明显退化,加速度应该算到60s,甚至可能更多。为此我们把弹塑性分析时间直接设置为110s的时间,再次提取顶点位移时程结果,如下图所示。 有上图可见,在60s后,两个方向的顶点位移均开始出现不同程度的退化。由于我们通常进行的是一致地震激励计算,因此超限报告中,往往只给出加速度时程曲线,并没有提供地面位移时程曲线,让人很自然地采用地面加速度时程对比顶点位移时程进行参照,从而引起了上述诧异。 有了这样的发现,我们不妨找几组天然地震记录进行积分计算,看看这些地震加速度时程曲线的“显著退化点”和地面位移时程曲线的“显著退化点”出现的位置情况。 这里曲线的“显著退化点”定义为曲线正向最大值和负向最大值中靠后出现的那个。 由上述多组图可见: (1)地面加速度时程曲线的抖动程度最大,经过二次积分后得到的位移时程曲线变得平缓,速度时程曲线的抖动程度次之。 (2)地面加速度、速度、位移曲线的“显著退化点”出现位置不同,三个曲线的“显著退化点”出现的位置先后关系不定,但从选取的几组天然地震波的分析结果来看,速度时程曲线和加速度时程曲线的“显著退化点”相对较为接近,而地面位移时程曲线的“显著退化点”与加速度时程曲线的“显著退化点”可能相差较远,且位移曲线的“显著退化点”更靠后。 (3)对比结构顶点位移时程的趋势参照地面的位移时程更直观,而不是参照地面加速度时程。 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis …

[软件][编程][研究] CASD: Calculate Average and Standard Deviation Curves [平均与标准偏差曲线计算工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Icon ) 程序介绍 ( Introduction) 小伙伴建议下编写的一个小工具,其主要功能是求解平均与标准偏差谱曲线。用户可以导入一组曲线,程序自动求解平均曲线与指定倍数标准偏差的偏差曲线。 程序可考虑正态分布和对数正态分布模型进行评估,并可将分析结果保存为文本文件或者直接输出EXCEL图表。 The basic function of the program is to calculate the average and standard deviation curves. The program can consider Normal distribution and …

[midas Gen] Gen施工阶段分析 测算案例1——模拟施工3 ( midas Gen Construction Stage Analysis EX1- Simulation Construction 3)

实干、实践、积累、思考、创新。 测算GEN的施工阶段分析功能,实现YJK的模拟施工加载3,并与YJK计算结果对比。 1. YJK模型 测试的YJK模型如下图,7层2X2的小框架,刚性隔板,恒载按 施工模拟3 加载。 2. GEN模型 3. GEN参数设置 采用YJK接口转模型到GEN,并在GEN进行施工模拟参数设置。 对于这个例子,仅考虑施工加载,不考虑混凝土材料的收缩徐变等,即不考虑时效性。 GEN中进行施工阶段分析,主要是通过 结构组、荷载组、边界组,施工阶段等的定义来实现。 对于这个例子,有7层,需要定义7个 施工阶段、7个结构组、7个荷载组及7个边界组。 需要特别注意的是 (1)结构自重需要设置在第一个荷载子组,并保持在后续施工阶段中激活,软件会在构件激活的时候自动考虑其自重。 (2)考虑施工加载的工况最好在荷载工况里面指定为“施工阶段荷载(CS)”,否则在PostCS中会重复出现该工况,并且该工况的分析结果是按一次性加载计算的。 4. 结果对比 (1)振型结果 (2)恒载节点竖向位移 (3)恒载中柱竖向位移曲线 可见,对于这个算例,YJK的结果与Gen的结果是一致的。 Gen施工阶段分析功能更加强大,基本上可以考虑任何形式的施工阶段设置,同时可以考虑混凝土的收缩和徐变。 YJK主要通过指定构件施工顺序的方式来设置施工模拟,对于构件关联的荷载如何加载,楼板单元的形成顺序等都没办法人为干涉,同时YJK暂无法考虑混凝土的收缩和徐变等时变效应。 PS. Gen的施工阶段分析功能强大,这个例子仅测试了最基本的功能和操作,其他更复杂的功能和参数有待下一步测试。 …

[CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX2: 基于虚功原理的伸臂桁架几何优化 [Geometric optimization of outrigger truss based on the principle of virtual work]

实干、实践、积累、思考、创新。 CSI API编程训练第二课,这次做一个基于虚功原理的伸臂桁架几何优化,主要训练如何通过编程控制SAP2000修改节点位置,自动提交计算分析,并提取构件的内力等。 对于桁架结构,根据虚功原理,结合单位荷载法可知,结构任意一点在指定方向的位移可按以下公式表示: $${\Delta = \sum {\int {\frac{{n{F_N}}}{{EA}}} } {\rm{ds}} = \sum {\frac{{n{F_N}L}}{{EA}}} }$$ 其中,\(n\)为杆件的虚拟轴力,\({F_N}\)为杆件的真实轴力,\(E\)为杆件的弹性模量,\(A\)为杆件的截面面积,\(L\)为杆件的长度。 根据Baker的研究可知,对于静定桁架结构,各杆件处于等应力状态时,结构杆件是最优的。这个最优说的是,对于给定挠度,当所有杆件均处于等应力状态时,所需结构材料用量最小;或者说对于给定材料用量的结构,当所有杆件均处于等应力状态时,结构挠度最小。 假设各杆件的应力水平均达到同一个值,设为\(e = \frac{{{F_N}}}{{EA}}\),此时结构任意一点在指定方向的位移公式变为以下: $${\Delta = \sum {\int {\frac{{n{F_N}}}{{EA}}} } {\rm{ds}} = e\sum {nL} …

[预告][济济一谈] 基于调谐液体阻尼器(TLD)的高层建筑风振控制分析与工程应用

实干、实践、积累、思考、创新。 内部讲座预告,欢迎广州地区的朋友线下参加! 济济一谈” 是RBS内部相当活跃的技术交流平台,在实际工程中遇到的各类问题和解决方案,同事们都可以开放地交流,相互启迪。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[编程][软件] PDDVA: Parameter design of dynamic vibration absorber [PDDVA: 动力吸振器参数设计软件]

实干、实践、积累、思考、创新。 20230316写的题目,随后更新……     微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive SAP2000]

实干、实践、积累、思考、创新。 20190520写的题目,终于开始更新了。最近准备陆陆续续做一些 ETABS SAP2000 API 二次开发的训练,这里仅仅做个记录。 CSI OAPI 开发 案例1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000。 程序界面如下: 程序基本实现的功能是: 点击open新建一个SAP2000; 点击GetActive 捕捉当前SAP2000,并显示版本编号。 点击Close关闭当前SAP2000。 相关资料 ( Related Topics ) [01] [CSI OAPI][编程] CSI OAPI EX1: 运行/关闭/捕捉 SAP2000 [Start/Exit/GetActive …

[Abaqus][笔记] Abaqus中单元应力云图平滑参数设置

实干、实践、积累、思考、创新。 默认情况下,Abaqus中的单元应力云图再节点上是有平均处理过的。 有个Averaging threshold参数控制节点应力的平均处理程度,默认是75%,也就是原图图例中显示的 avg=75%。 有时候我们调试一些模型,需要查看平滑之前的应力结果时,就需要取消应力平滑。以下两个图记录具体参数的设置位置。 相关内容 ( Related Topics) [01]. Plate With Hole Stress Analysis [带孔平板应力分析] [02].Analysis of a Euler–Bernoulli beam with Abaqus [Abaqus欧拉-伯努利梁分析] [03].Torsion analysis by thermal analogy with …

[手绘大样][Detail Drawing] 悬臂板配筋构造(有高差) [Cantilever slab reinforcement details]

实干、实践、积累、思考、创新。 悬臂板配筋构造(有高差),参考 图集 17G101-11。 (1)当悬臂板的跨度较大且板面与内跨标高一致时,由于悬臂支座处的负弯矩对内跨中有影响,当内跨跨度较小时,甚至会出现全跨均为负弯矩,因此上部钢筋应通长配置。板面有高差时应采用分离式配置上部受力钢筋,悬臂板上部受力钢筋在内跨应满足锚固长度的要求。 (2)悬臂构件的上部纵向钢筋是受力钢筋,因此要保证其在构件中的设计位置,不可以随意加大保护层的厚度,否则造成板面开裂等质量事故。悬臂板要待混凝土达到100%设计强度后方可拆除下部支撑。 (3)抗震设防烈度为7度(015g)以上,且悬臂板跨度大于2米时,板上下纵向钢筋伸入支座内的锚固长度需满足抗震锚固要求。 相关话题 ( Related Topics) [01] [手绘大样][Detail Drawing] 墙竖向筋锚入基础 [Wall vertical ribs anchor into the foundation] [02] [手绘大样][Detail Drawing] 墙竖向筋锚入顶层板(梁) [Wall vertical reinforcement anchor into the …

[软件][笔记] midas Gen 模态应变能阻尼模型参数测试 [Modal strain energy proportional damping model in midas Gen]

实干、实践、积累、思考、创新。 最近采用YJK转模型到midas Gen,发现两个软件的地震力结果对不上,且差异较大,最后发现是阻尼模型参数设置有问题,而且可能存在一些bug,在此做个记录。 对比模型: 对比模型如下,下部4层材料为混凝土,上部6层为钢结构。其中YJK采用的是2.03版,midas Gen测试的是2020版。 两个软件模型的质量和周期结果一致,周期结果对比如下图所示。 具体模型: 在此基础上,进行了两大组模型对比测算,具体如下表所示: 编号 模型 备注 1 YJK 5%振型阻尼 阻尼比统一5% 2 Gen 5%振型阻尼(不修改阻尼比) 采用单条5%阻尼反应谱曲线,不勾选修改阻尼比 3 Gen 5%振型阻尼(修改阻尼比) 采用单条5%阻尼反应谱曲线,勾选修改阻尼比 1 YJK 材料阻尼(砼5%钢2%) 采用应变能阻尼,分别定义钢材和混凝土的材料阻尼 2 Gen …

[选波][地震波][工程] 某大底盘4塔结构的地震波选取(GMS选波系统-选波应用案例25)

实干、实践、积累、思考、创新。 用GMS选波系统( http://www.jdcui.com/?page_id=6118 )做的大底盘4塔结构的选波案例。 小伙伴的项目,是一个大底盘4塔,裙房三层,各塔楼总高在150m左右,为框筒结构。 设计地震分组为三组,设防烈度为7(0.1g),场地类别为II类。 结构的主要周期分布在1s~5s,分布范围较广,前15阶周期如下图所示。 振型号 周期 转角 平动系数(X+Y) 扭转系数(Z)(强制刚性楼板模型) 1 4.5462 34.66 1.00(0.67+0.33) 0 2 4.3686 94.82 1.00(0.04+0.96) 0 3 4.1572 123.65 1.00(0.32+0.68) 0 4 4.023 150.38 1.00(0.68+0.31) …

[软件][研究][编程] MPHI v2023: Sectional Moment Curvature Analysis Program [截面弯矩曲率分析软件]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon )     程序介绍 ( Program Introduction) 这是一个截面弯矩-曲率分析程序,这个程序是2015年写的,那时候我还在学校,是钢筋混凝土结构设计课程的期末作业,最近又被网友提醒,让我要把软件放上来,不然就撤销。好吧,于是我翻了旧电脑的资料,重新找到程序并打包整理上传,有需要的朋友可以看看。这个程序一个比较有趣的地方是,提供截面弯曲-曲率分析的整个加载动画,非常酷炫。 This is a section bending moment curvature analysis program, which was written in 2015, when I was still in …

[软件][地震动][更新] GMP v2023: A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures [结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMP是一个结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具,程序将地震波积分+反应谱分析+地震动参数分析等功能集合于一身,使用方便。程序经历了多个版本的更新和维护,一直在持续改进。 GMP v2018: [软件][地震工程] GMP v2018: 结构抗震分析地震动强度指标计算工具 ( GMP: A tool for Calculating Earthquake Intensities for Seismic Analysis of Structures) GMP v2020: [软件][地震动][Update] …

[编程][研究][软件] 一种摩擦型阻尼器滞回本构开发 (狗骨形滞回)[Hysteretic Constitutive Development of a Friction Damper (Dog Bone Hysteresis)]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Icon ) 程序介绍 ( Introduction) 这是小伙伴找我们做的一种摩擦型阻尼器滞回本构开发,其中其滞回曲线为狗骨式滞回曲线。 与常规摩擦形阻尼器相比(滞回曲线基本为二折线),该类阻尼器滞回曲线由于是狗骨式,其耗能能力相对更大,且在更大变形下能提供刚度。 该类阻尼器的滞回曲线大致如下图所示。 程序的目的是通过设置本构参数,然后导入指定的位移历程,查看力-位移滞回曲线及刚度滞回曲线。 程序界面 ( Screenshot) 程序动画 ( Videos) 力-位移滞回曲线动画 刚度-位移滞回曲线动画 相关博文( Related Topics) [01] [科研][软件][OpenSees] OSBWTest: OpenSees BoucWen Material Test ( OpenSees BoucWen材料测试) [02] [研究][软件] …

[软件][编程][地震动] NFAGM近场脉冲型地震动人工合成程序 案例2—— 正弦脉冲波生成与拟合 (Case 2 of NFAGM Near Field Pulse Type Ground Motion Artificial Synthesis Program – Sinusoidal Pulse Wave Generation and Fitting)

实干、实践、积累、思考、创新。 NFAGM是小伙伴找我们做的 NFAGM近场脉冲型地震动人工合成程序,具体可以在这个链接查看:http://www.jdcui.com/?p=20405 前面的博文《 [软件][编程][地震动] NFAGM近场脉冲型地震动人工合成程序 案例1—— 单向脉冲波生成 (永久地面位移现象)》通过例子介绍了单向脉冲波的生成,这个博文,通过例子,从拟合的角度讲解NFAGM正弦脉冲波的人工合成。具体参数的合理性这里不细究,例子重在说明软件的大致使用过程,以供参考。 STEP 1: 导入底波加速度 由图可见,速度时程存在明显的速度脉冲。速度脉冲成一个正弦波的形式。 STEP 2: 过滤底波脉冲 STEP 3: 设置正弦速度脉冲 设置一个正弦式速度脉冲,去拟合原始天然波的速度脉冲。 STEP 4: 生成人工脉冲波 对合成的脉冲波及原始天然波的时程结果及反应谱结果进行对比,如下图所示。 由图可见,合成的脉冲波及天然波在时程及反应谱上均较为相似,合成脉冲波基本能拟合天然波,从这个角度反过来也说明,NFAGM这种脉冲波合成方法是可行的。 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR …