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符东龙 师弟 整理的SAP2000截面分析资料 ！！！ 算例与博文《Sectional Modeling and Analysis Example of CAD to XTRACT Program [CAD to XTRACT 插件开洞截面建模与分析实例]》一致，以一个开洞截面为例，介绍在SAP2000上建模分析结构截面的过程包括弯矩曲率分析，PMM分析，还有一个十分具体的Step by Step过程。
如图所示的是一钢筋混凝土桥墩开洞截面，整个矩形截面尺寸为：10000×6000mm2，混凝土强度等级为C40，钢筋强度等级为HRB400，桥墩截面中间开有两个洞。图中红色点和绿色点为开洞截面中钢筋的分布。
在SAP2000上进行建模，先进行材料的定义，然后在截面设计器对截面进行建模。
打开SAP2000，新建模型后选择模板选择“空”。
新建模型后，在菜单栏的“定义”中选择“定义材料”，对组成开洞截面的材料C40和HRB400进行定义，如下图所示。
点击“添加新材料”，对混凝土C40和钢筋HRB400进行定义。
SAP2000在“定义”中的“截面属性”对截面进行建模。选择“框架截面”，然后“添加新属性”，在类型选择“other”，在“截面设计器”中对截面进行构建。
在基本材料选择C40，点击截面设计器。
直接在截面设计器上构建模型不方便，因此在SAP2000中采用导入数据的方式对截面建模。在右边纵向工具栏点击“Draw Polygon Shape”，先在截面设计器中随便画一个多边形混凝土截面，如下图所示：
点击“完成”，并把截面名称改为“开洞截面”，完成对截面的初次定义。返回SAP2000界面，在“编辑”中选择“交互式数据库编辑”。SAP2000中对模型的定义都可以在交互式数据库中查到，选择在截面设计器属性对截面的定义选项，如下图所示：
打开后，之前在截面设计器上随便定义的多边形截面信息都可以在这里查到，例如点的坐标，材料信息（C40），显示颜色（Blue）。因此，我们在这里修改相应的信息，对应到截面设计器也会对截面作相应的定义修改。在以此为例演示修改的过程，点击右侧的“到Execl”，在打开的Excel中修改定义为一正方形截面，再点击“从Excel”，并点击“应用到模型”，如果没有显示错误，点击“完成”后就可以在截面设计器中看到修改定义后的截面。
以上是一个导入数据设计截面的例子，类似的，开洞截面中的混凝土部分导入建模过程如下图所示：
由上述导入数据建模得到，我们可以先在截面设计器中对想建的模块进行随意建模，然后在交互式编辑数据库中作相应的参数修改，即得截面对应模块的建模。因此对于钢筋建模，与混凝土类似，在右侧工具栏“Draw Reforcing Shape”选择“Single Bar”，在截面上建立钢筋点模型，接着在交互式编辑数据库编辑钢筋参数，增加钢筋点坐标、修改钢筋直径等等，最后得到钢筋在截面中的分布。
对于此开洞截面，钢筋有上千个，一一输入钢筋数据则效率低下，因此这里先在cad中导出钢筋数据Excel。Cad中，把图形中心移动到（0,0）。在“工具”中选择“数据提取”，打开后如下：
在“当前图形中选择对象”中框选全部钢筋。
选择后显示信息如下，圆指画钢筋的形状，表示框选正确。
接着在“选择特性”选择所需要的特性，即“几何图形”。
最后保存数据，并根据交互式编辑器格式修改参数，如下图所示：
导入到SAP2000，得到数据如下：
最后显示建模效果如下：
在截面设计器中，在“显示”中“显示弯矩-曲率分析”，可以得到截面的弯矩截面分析结果。
在截面设计器中，在“显示”中“显示相关面”，可以得到截面的PMM分析结果。
符东龙 (华南理工大学 土木与交通学院）
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[01]. [Tool] CADtoXTRACT 插件[AutoCAD转任意XTRACT截面]
[02]. CAD to XTRACT插件应用的一些问题
[03]. XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(Origin版)
[04]. XTRACT PMM 3D屈服面的绘制(MATLAB版)
[05]. CADtoXTRACT 插件复杂嵌套截面建模实例
[06]. CADtoXTRACT应用问题之-XTRACT数据的精度
[07]. CAD2XTRACTv1.2插件增加带圆弧截面建模功能
[08]. Sectional Modeling and Analysis Example of CAD to XTRACT Program [CAD to XTRACT 插件开洞截面建模与分析实例]
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为对比小震情况下混凝土抗拉刚度对结构分析的影响，测试三种本构对结构分析的影响：（1）不考虑受拉本构；（2）真实考虑受拉的影响；（3）受拉本构按弹性考虑。以下测试中，所有模型使用的单元类型均一致，均采用纤维梁柱模型，变化的只是受拉部分的本构。
在后处理中查看结构的响应可以发现，所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变，表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出，不考虑受拉和真实考虑受拉，分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合，但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。
这个模型的分析结果与第一个一样，在后处理中查看结构的响应可以发现，所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变，表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出，不考虑受拉和真实考虑受拉，分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合，但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。
通过这两个小例子可以定性说明：
（1）一般情况，忽略混凝土的受拉本构，对结构的整体响应分析结果影响不大（虽然这个测试的是小震）。
（2）即便结构基本处于弹性（应变小于钢筋和混凝土的屈曲应变），混凝土的受拉区按弹性考虑时的结构整体响应分析结果可能和真实考虑混凝土受拉时的分析结果相差很大。因此反过来也可以说，平时在一般结构分析软件中，采用弹性单元进行小震动力弹性时程分析获得的结构整体响应可能和真实响应相差很大。
感谢师弟 杨光 和 吴梓楠 提供的模型。
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[书]PERFORM-3D 原理与实例购书链接 [Book][Links to buy PERFORM-3D Theory and Tutorials]
《PERFORM-3D 原理与实例》已经可以购买了，以下贴出购书链接，感谢大家关注和支持。 ~~
Good News！’PERFORM-3D Theory and Tutorials ‘ is on the shelf now. Links to buy the book were given below ~~
《PERFORM-3D原理与实例》是一本介绍结构弹塑性分析与性能评估软件——PERFORM-3D的书。本书以软件为基础，通过近二十个算例的建模、分析与结果后处理，不仅较为全面地介绍了PERFORM-3D软件，同时介绍了弹塑性分析的理论知识与分析技术。本书理论与实践结合，入门与提高兼顾、适用的对象包括：结构工程、防灾减灾工程专业的本科生、研究生；从事建筑、桥梁结构抗震设计的工程师及相关设计人员；对结构弹塑性分析及基于性能的结构抗震设计感兴趣的研究人员。
Links：http://www.jdcui.com/?page_id=3757
[1] 中国建筑出版在线（http://book.cabplink.com）
http://book.cabplink.com/bookdetail.jsp?id=64317&nodeid=1439
[2] 京东（www.jd.com）
https://item.jd.com/12084377.html (自营)
https://item.jd.com/12860783272.html
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[3] 当当网（http://www.dangdang.com/）
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[4] 亚马逊 (amazon)
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上一篇博文《 ETABS 2015人工波功能初步测试(一) 》初步测试了ETABS 2015中人工波功能，可以发现，ETABS2015在函数( function )模块增加的与指定反应谱匹配（Matched to Response Spectrum）的函数定义方法能生成与指定目标反应谱匹配的人工波。本节继续对生成的人工波特性做一下测试。
提取博文《 ETABS 2015人工波功能初步测试(一) 》中按频域匹配（Spectral Matching in Frequency Domain）和 时域匹配（Spectral Matching in Time Domain）生成的两条人工波，分别如 图1 和 图2 所示。其中匹配的目标反应谱为按抗规 7度0.1g罕遇地震的反应谱。
图 1 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]
图 2 Matching in Time Domain [时域匹配法]
从上面两图可以看出，图1 加速度时程的峰值约为0.2g 和 图2 加速度时程的峰值约为0.25g，与我国规范7度0.1g的罕遇地震的峰值加速度要求0.225g（0.45*0.5 =0.225g ）存在一定的差别。 ETABS生成的人工波只是和反应谱匹配，峰值加速度不一定满足我国规范的峰值加速度要求，毕竟在参数输入的时候也没有这个选项 。（因为一般外国规范在选波的时候，对峰值加速度没有明确限制，一般仅仅控制选取地震波的反应谱与规范反应谱的吻合度。）
对上述两组加速度时程沿时间轴进行积分，可获得相应的 速度时程 和 位移时程，我们可以看看ETABS生成的人工波的基线漂移情况。
加速度的积分可以选用 www.jdcui.com 提供的反应谱分析工具 SPECTR 进行，SPECTR可以在这里免费下载：http://www.jdcui.com/?p=1875，当然也可以使用也可以使用SeismoSignal进行。
（1）以下是 SPECTR 的积分结果
图 3 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]
图 4 Matching in Time Domain [时域匹配法]
（2）以下是SeismoSignal的积分结果
图 5 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]
图 6 Matching in Time Domain [时域匹配法]
从以上的分析可看出，不管是SPECTR的分析结果还是SeismoSignal的分析结果均显示，ETBAS生成的人工波存在基线漂移现象，严格来说是不合理的。因此，在ETABS中生成的人工波，需要借助其他工具进行基线校正，在进行地震时程分析的时候需要注意！！
( PS. 地震波的基线是否校正对时程分析结果有什么影响呢？？？ 
，这部分内容将在接下来的博文中进行讨论。大家可以关注一下 www.jdcui.com和微信公众号 )
（1）ETABS的人工波生成无法指定峰值加速度
（2）ETABS生成的人工波存在基线漂移
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最近装了个ETABS 2015，新版的ETABS已经变得十分强大了（PS.其实也不新了，目前最新是2017，鉴于我电脑一直装的是 ETABS V9，哈哈 ）。
试试ETABS 2015的人工波功能，ETABS2015增加了根据参考地震波（Reference Acceleration Time History） 生成与指定反应谱匹配（Matched to Response Spectrum）的时程波的功能呢。以下测试一个简单例子。
频域匹配（Spectral Matching in Frequency Domain）和 时域匹配（Spectral Matching in Time Domain）,分别按这两种方法，取用默认参数，获得与反应谱匹配的地震波效果如下图所示。
Frequency [频域匹配法]
Time [时域匹配法]
总体上，频域匹配（Spectral Matching in Frequency Domain）和 时域匹配（Spectral Matching in Time Domain）两种方法均能够获得与指定反应谱比较匹配的时程波。频域匹配（Spectral Matching in Frequency Domain）方法效率较高，但获得的地震波的反应谱与目标反应谱在短周期吻合效果不是特别好，时域匹配（Spectral Matching in Time Domain）计算量稍微大，获得的地震波的反应谱与目标反应谱在全周期范围内吻合效果均比较好。
ETABS的人工波功能还是很方便的，如果手头上没有专门的生成人工波的工具，可以利用ETABS作为替代 ，后续有时间再研究一下具体的算法吧。
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分享一个小程序。 A small program to share with you.
OpenSees纤维截面可视化工具 （OpenSees Fiber Section Viewer）。程序基本功能是，解析OpenSees的.tcl文件，提取其中的纤维截面，显示具体的纤维截面剖分情况。OpenSees Fiber Section Viewer is a visualization program for fiber secion in OpenSees.
编写这个程序的主要目的是，由于很多.tcl文件编写时，纤维截面的定义采用的是 OpenSees 提供的path和layer命令，这些命令容易编写却不方便查看，难以检查具体的纤维截面剖分是否正确。尤其是在阅读别人编写的 .tcl 文件时，由于编写命令的习惯不同，更加难以检查 纤维截面的定义是否合理。因此，如果有一个程序能将OpenSees的fiber、path和layer命令解析出来，并形成纤维图形直观显示，将大大提高初学者阅读和检查.tcl文件的效率，本博文提供的这个小程序很好的解决了这个问题。
OpenSees中的纤维截面如下所示，摘自 http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Fiber_Section。
This commnand allows the user to construct a FiberSection object. Each FiberSection object is composed of Fibers, with each fiber containing a UniaxialMaterial, an area and a location (y,z). The command to generate FiberSection object contains in { } the commands to generate all the fibers in the object. To construct a FiberSection and populate it, the following command is used:
section Fiber $secTag <-GJ $GJ> {
fiber…
patch…
layer…
…
}
$secTag unique tag among sections
$GJ linear-elastic torsional stiffness assigned to the section (optional, default = no torsional stiffness)
fiber… command to generate a single fiber
patch… command to generate a number of fibers over a geometric cross-section
layer… command to generate a row of fibers along a geometric-arc
NOTES:
The command to generate a FiberSection contains in { } the commands to generate all the fibers in the section.
The patch and layer commands can be used to generate multiple fibers in a single command.
In an element recorder you can ask a FiberSection for its ‘deformations’, ‘forces’, ‘forceAndDeformation’, ‘fiber $fiberNum $matArg1 ..’, ‘fiber $yLoc $zLoc $matTag $matArg1 ‘
——— from http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Fiber_Section
( 如果有需要这个软件，请在评论栏留下您的评论，软件将通过邮箱给您发送。如果你发现软件有bug或者软件使用有问题，请联系我！邮箱：jidong_cui@163.com . 如果你喜欢这篇博文，请在上面给我 点个赞 吧！ :-)
( This app is free . If you want this program, leave your comment on the comment are, and the program will be sent to you through Email. If you have found any bug in the program or have any problem when using the program, please don’t hesitate to contact me directly. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please give me a “thumbs up“ rating on the above button! )
[20170509] OpenSeesFiberSectionViewer_byCJD
)[01]. [Tool] OpenSees Material Test [OpenSees单轴材料本构测试软件]
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