实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 程序员 结构抗震设计 振动控制 光伏支架 加固改造 软件研发 编程 弹塑性 有限元 超高层 超限设计
实干、实践、积累、思考、创新！ 研究用到剪切阻尼模型，于是将这个功能添加到新版NMDOF软件 ( [软件][编程] NMDOF v2023: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2023) ) 。 算例模型 具体算例模型如下图。阻尼通过各层的阻尼系数c指定。 各参数如下： K1 = 245000000；K2 = 245000000；K3 = …
实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新…… Evolutionary 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] …
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） …
施工过程模拟分析 (Construction Stages Simulation)，来自小伙伴的分享，通过二次开发实现一些特殊施工状态下的受力分析。
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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] …
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 …
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] …
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} …
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 …
实干、实践、积累、思考、创新！ NMDOF是一个多自由度剪切层模型动力非线性分析工具。NMDOF软件链接：[软件][动力学][编程] NMDOF v2022: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2022) 本篇博文用NMDOF做一个两自由度简化隔震结构体系的非线性动力时程分析案例，上部结构采用弹性本构，隔震层采用的是Plastic Wen模型，也就是常说的Bouc-Wen模型，并同时利用SAP2000进行对比验证。 （1）模型参数 【质量 MASS】 MASS 隔震层 100000 上部结构 500000 【材料模型 MATERIAL】 …
实干、实践、积累、思考、创新！ NMDOF是一个多自由度剪切层模型动力非线性分析工具。NMDOF软件链接：[软件][动力学][编程] NMDOF v2022: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2022) 本篇博文用NMDOF做一个单自由度非线性动力时程分析案例，采用模型是Plastic Wen模型，也就是常说的Bouc-Wen模型，并同时利用SAP2000进行对比验证。 （1）模型参数 质量【MASS：100】 材料模型【MATERIAL：Plastic Wen】 Stiffness: 80000 Yield Strength: 640000 Post …
实干、实践、积累、思考，创新。 进行一个小框架计算分析时发现，结构两个方向完全对称，但风荷载计算结果下正负方向的基底剪力不一致。 检查发现，主要是振型系数的计算问题。在调整了风荷载定义的振型系数取值计算方法后，计算结果就一致了。 相关博文 ( Related Topics) [01]. ETABS 2015人工波功能初步测试(一) [02]. ETABS 2015人工波功能初步测试(二) [03]. [Tool][软件] ETABS组合截面建模工具[Tool for creating composite section in ETABS] [04]. ETABS 2016转YJK(盈建科)提示“未找到质量源工况” [05]. [软件][工具][Programming][ETABS]ETABS E2K Timehistory Extractor [ETABS E2K时程提取软件] [06]. [Tool][软件][编程] ECM: ETABS …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近项目用到水箱进行风振控制，于是研究一下水箱减振的相关理论及工程计算分析。 这里的水箱其实说的是调谐液体阻尼器（Tuned Sloshing Damper，TSD）这类东西又称为TLD (Tuned Liquid Damper )。 TSD 是利用晃动的液体吸收并耗散结构振动能量的附加阻尼系统。TSD 实质上是箱体，部分以液体（一般为水）填充并置于结构顶部。通过选择合适的 TSD 箱体尺寸和液体深度，可以将晃动的频率“调谐”至结构的自振频率。由于结构的共振响应，TSD 箱体内的液体将开始晃动，从而振动能量通过结构传递给 TSD，该能量进而由箱体的阻尼装置耗散。 以下来个个简单算例测算。 无控模型 模型为一个5X5跨的19层的框架结构算例，如下图。 结构的振型信息 第1级第2阶平动振型，周期为1.96s。 结构总的质量为 9079960kg，即9079.96吨。 施加一个测试用的正弦加速度时程，其中加速度时程的周期选为结构的周期，以使结构的动力响应最大。 无控结构时程分析结果 基底剪力，顶点加速度，顶点位移 TLD参数计算 设置振荡目标质量比为2%，通过自编的 TLDPC 软件( [结构][软件] …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，做些算例测算。对两端铰接、两端固接、一端固接一端铰接、悬臂等截面梁进行振型分析，获得各类梁的前三阶振型，并对振型向量进行最大位移值归一化，并利用归一化后的振型向量求解前3阶振型的振型质量。测试算例梁截面统一为，梁截面为200X200，梁长度为1000mm，沿梁长划分80个单元，振型的质量通过公式 \({M_n} = \int_0^L {m(x)\phi _n^2(x)dx} \) 进行计算。 1 简支梁 1.1 振型形状 一阶振型 二阶振型 三阶振型 1.2 振型质量 振型 节点质量 总质量 振型质量 振型质量/总质量 1 0.0009815 0.314 0.1570 0.500 2 0.0009815 …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，涉及振型向量的标准化，顺便测试一下SAP2000默认的振型向量标准化方法。 大家都知道，振型向量是不定的，振型向量的参数之间只有比值关系。为了求解振型向量的元素绝对值，必须对振型向量进行标准化。 我们接下来测试SAP2000中振型向量的标准化方法，在SAP2000中建立一根简支梁模型，如下图： 梁的前三阶Z向振型形状如下： 振型形状是与理论分析结果一样的。 将软件输出的振型变形的平方乘以节点质量，可获得各振型的广义质量，结果均为1。即SAP2000默认输出的振型是满足关于质量矩阵内积为1的条件的。即采用的是关于质量矩阵的正交归一化方法。 相关博文( Related Posts ) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [03] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra …
实干、实践、积累、思考、创新。 测算ETABS中的截面设计器（Section Designer），钢管混凝土截面。 ETABS V9 及 ETABS 2016的测算结果如下： 可以发现，除了J之外，其他参数均一致。 此外，Section Designer中给出的截面参数均是基于Base材料的刚度，基于刚度等效的方法反算出来的。 由于是基于刚度等效计算，那对于组合截面，基于这些参数进行重力及质量计算必然不等效，就需要质量及重量修正系数。而这个修正系数在ETABS中是内部计算的，尽管在ETABS V9及 ETABS v2016中的处理略有不同。在ETABS 2016中不需要再重复指定了。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 ETABS v9 中楼层质量数据可以从以下几个地方查看： （1）通过 基底反力 【Support Reations】换算查看，注意支座节点的范围。 （2）通过 分组质量及重量 【Group Masses and Weights】查看，默认给出的是ALL分组的重质量及重量。 （3）通过 节点集中质量【Assembled Point Masses】查看，可以查看各个节点的质量及分层的质量统计结果。 （4）通过 刚性隔板质量【Diaphragm Mass Data】查看，可以查看各个刚性隔板的质量，前提是定义了刚性隔板，但是刚性隔板质量仅仅是统计刚性隔板范围的质量，一般比楼层质量小。 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] …
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 前段时间出版的《有限单元法——编程与软件应用》一书是一本有限元MATLAB编程与商业软件应用的基础教程，书中对工程中常用的多种有限单元进行了Matlab编程，并同时在SAP2000、midas Gen或Abaqus中建立算例模型进行分析，与编程结果相互验证。为便于初学者阅读书本，现将书中各章的模型文件（SAP2000，Midas Gen 或 Abaqus)进行整理，并分享给大家。 🙂 🙂 此外，大家也可以在书籍的主页进行模型下载或访问更多关于该书的信息：http://www.jdcui.com/?page_id=9731 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 注意： ETABS中的刚性隔板质量仅仅是统计刚性隔板关联的点的质量。不在刚性隔板范围的点的质量不会统计。 即刚性隔板质量总是小于或等于楼层质量。 Diaphragm Mass <= Story Mass 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
花了点时间，整理了一下 www.jdcui.com的软件笔记，并汇总到以下这个页面，有需要的小伙伴可以收藏一下，持续更新。链接：http://www.jdcui.com/?page_id=2850。Abauqs，Ansys,ETABS,SAP2000,MIDAS,YJK,PKPM,XTRACT,MATLAB,ATUOCAD,PERFORM-3D,OPENSEES,HYPERMESH
midas Gen 中的质量与自重 (Mass and Gravity in midas Gen) midas Gen中与质量自重的设置主要在三个地方控制:（1）【结构类型】 中的质量设定，讲自重转为质量，勾选即可考虑质量（2）【自重】模块，主要用于将自重添加到指定的工况。可以指定考虑的倍数及方向。不是将荷载变为自重。自重在midas Gen中是不变的，不能修改的。（3）【节点质量】-【荷载转换为质量】模块，用于将荷载转换为质量。但是这个转换是不会将（2）中自重转换为质量，也就是是说，不管荷载中包含多少倍的之中，这部分结构自身质量相关的荷载，均不会转换为节点质量。midas Gen的这些概念是和 ETABS 和 SAP2000是有区别的，比较容易混淆。
实干、实践、积累、思考、创新。 一道框架屈曲分析例题，例题来源《SAP2000技术指南及工程应用 上册》，例题如下图所示。 框架柱底铰接，柱顶作用竖直向下的集中荷载P。其中E=200GPa，L=6m，I=6.572×10-5m4。据此可以计算对称和反对称失稳的理论屈曲荷载。反对称失稳，屈曲荷载 P =2.104EI/L2=768kN，对称失稳，屈曲荷载P=14.66EI/L2=5353kN。即理想情况下，反对称失稳相对于对称失稳更加容易。原文给出了SAP2000的分析结果。以下分别采用 Midas Gen 及 Abaqus进行该例题的模拟计算。 Midas Gen Model Midas Gen Results （a）一阶屈曲模态（反对称失稳，屈曲因子：768.19，与理论计算结果吻合。) （b）二阶屈曲模态（对称失稳，屈曲因子：5352.72，与理论计算结果吻合。) （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：6952.45) Midas2Abaqus Model 为了进行Abaqus分析，采用 Midas2Abaqus 软件进行模型转换，Midas2Abaqus模型如下。在Midas2Abaqus补充设置相关的参数，如工况参数等，即可导出Abaqus INP 模型，用于后续的Abaqus分析。 Abaqus Model Abaqus Results …
实干、实践、积累、思考、创新。 接着博文《[力学][有限元][FEM]Basics of Buckling Analysis [曲屈分析基础]》继续介绍经典材料力学或结构力学课本上介绍的压杆稳定问题。该部分内容也是 书本 《有限单元法：编程与软件应用》屈曲分析章节的部分内容节选。 11.5 屈曲分析3：压杆稳定 作为屈曲分析的补充，本节讨论一下压杆稳定问题。 图 11‑10 压杆支座情况 算例结构为一根等截面轴心受压直杆，直杆材料为钢管，钢管外径100mm，管厚5mm，高5m。一共考虑了5种约束情况，分别为：1.两端铰接；2.一端铰接、一端嵌固；3.两端嵌固；4.一端嵌固、一端滑动；5.一端嵌固、一端自由。针对每种约束情况，分别将压杆划分为1个、2个、5个、10个、20个梁单元，进行屈曲分析。 11.5.1 MATLAB代码与注释 本节以底端嵌固、上端自由、划分20个单元的情况为例，给出进行屈曲分析所需的主要代码。 % Pressed Bar Buckling Analysis % Author ： JiDong Cui（崔济东），Xuelong Shen（沈雪龙） % Website : …
(业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ） 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所；2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 4节点四面体线性“完全积分”单元，用Abaqus中的命名规则，即 C3D4。 问题描述( Problem Description) 悬臂梁，悬臂长度2.0m，梁高0.5m，梁宽0.2m。梁左端嵌固，受重力作用。材料弹性模量E=200000MPa，材料泊松比为0.3。 基于MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析，采用C3D4单元进行模拟，并将MATLAB的计算结果与Abaqus、midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 model disp stress …
(业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ） 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所； 2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 平面8节点二次“完全积分”单元，用Abaqus中的命名规则，即CPS8。 问题描述( Problem Description) XZ平面内的悬臂梁，悬臂长度2.0m，梁高0.5m，梁宽0.2m。梁左端嵌固，右端受到-z方向的集中力1000kN。材料弹性模量E=200000MPa，材料泊松比为0.3。 MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析，采用Q4平面单元进行模拟，并将MATLAB的计算结果与Abaqus分析结果进行对比。 MATLAB 编程 disp stress Abaqus Model …
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 著:《有限单元法 Python编程》（New!!!）
[06] Software Notes [软件笔记汇总]
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总（New!!!）
[08] 自编程序 [Software Box]（New!!!）
[09] 手绘大样 [Detail Drawing]（New!!!）
