فنرهای وینکلر در opensees

 

اندرکنش خاک و سازه در opensees با استفاده از فنرهای وینکلر

روش­ های مختلفی برای مدل­سازی اندرکنش خاک و سازه وجود دارد. این روش ­ها شامل آنالیز به دو روش مستقیم و زیرسازه می­ باشند. در روش مستقیم، سازه و حجم قابل توجهی از خاکِ زیر سازه در یک مدل کلی آنالیز می ­شوند و در روش زیر سازه با استفاده از فنرها و میراگرها اثر رفتار خاک زیر سازه مدل­سازی می­ شود.

در این قسمت به توضیح دستور ShallowFoundationGen در نرم افزار OpenSees پرداخته می شود. در ایتدا تئوری فنر وینکلر و سایر تئوری ها که به صورت مکانیکی خاک را با استفاده از فنر مدل می کنند، شرح داده می شوند. پس از آن در مورد دستور ShallowFoundationGen به طور کامل بحث می شود مزایا و معایب آن به همراه پارامترهای موثر این دستور توضیح داده شده، و در انتها یک سازه یک طبقه با استفاده از opensees و دستور ShallowFoundationGen مدلسازی و بررسی می شود.

با توجه به اینکه مدلسازی فونداسیون و خاک اطراف آن با استفاده از فنرهای وینکلر اصلاح شده، پیچیدگی های زیادی دارد، دستور ShallowFoundationGen به ما کمک می کند که مدلهای مختلف سازه های دارای فونداسیون سطحی را در سریعترین زمان ایجاد کنیم. این دستور گره ها، المان ها، متریال ها و سایر پارامترهای مورد نیاز را به صورت حودکار تولید می کند.

مدرس: محمد صادق برخورداری

برای تهیه این آموزش به وب سایت دانشگاه صنعتی امیرکبیر مراجعه کنید.

http://opensees.aut.ac.ir

ShallowFoundationGen command generates:

(i) the node numbers and corresponding coordinates for foundation and spring elements

(ii) material type and properties of each created element, and

iii) nodal fixity required to define a two-dimensional Beam-on-Nonlinear-Winkler-Foundation (BNWF) model

Lecturer: Mohammad Sadegh Barkhordari

خطاها (errors) در روش المان محدود

میتوان خطاها (errors) در روش المان محدود را به چند دسته تقسیم کرد:
١- خطاهای مدلسازی (modelling errors). در روش المان محدود شکلهای پیچیده دقیقا مدل نمیشوند. و این موضوع خطایی به روش المان محدود تحمیل میکند.
٢- خطاهای گسسته سازی (discretisation errors). باعث میشود یک شکل پیوسته یا فرم ریاضی پیوسته به چند المان یا فرم چندضابطه ای تقسیم بشود.
٣- خطاهای پردازش یا تحلیل (solution errors) که ناشی تحلیل عددی هستند. مثل تعداد ارقام بعد از اعشار، خطاهای ناشی از روشهای تکراری حل و …

البته خطاهای فوق مطلق نیستند، یعنی توسعه دهندگان روش المان محدود خود را به روشهای فعلی محدود نکرده اند مثلا برای خطاهای ناشی از هندسه مدل، روش بدون مش را معرفی کرده اند و یا برای شیپ فانکشنها فرمهای پیچیده تری معرفی کرده اند. خطاهای امروزی روش المان محدود همان خطاهای ده سال پیش و ده سال آینده نیستند.
یک خطای دیگر که باید در کشورهایی که قانون کپی رایت رعایت نمیشود توجه داشت خطای ناشی از نرم افزارهای قفل شکسته است.
در اینجا به خطاهای انسانی(user mistakes/faults) استفاده از نرم افزار یا روش و یا تفسیر نتایج نیز اشاره میشود

در زیر به چند منبع اصلی خطاهای المان محدود در پروسه استفاده از نرم افزار اشاره میشود:
١- مدلسازی سازه: ممکن است تمام سازه را نتوان با جزئیات مدل کرد و یا مدلسازی جزئیات خیلی ریز تاثیر قابل ملاحظه ای بر نتایج نداشته باشد و زمان تحلیل را بسیار افزایش دهد.
٢- المانها:
الف) مرتبه المان: بهتر است انتخاب مرتبه المان به خود نرم افزار واگذار شود، چون وقتی کاربر مرتبه المان را تعیین میکند برای نتایج دقیقتر باید به تراکم مش هم توجه کند و ترکیب مناسبی از تراکم و مرتبه را به کار ببرد. (H method- P method)
ب) سایز المانها: المانهای ریزتر نتایج دقیقتری به دست میدهند ولی زمان آنالیز بیشتر میشود.
ج) اتصال انواع مختلفی از المانها که توجه زیادی میخواهد.
٣- بارگذاری و شرایط مرزی:
وقتی تکیه گاهی را فیکس در نظر میگیریم نرم افزار سختی آن را بینهایت در نظر میگیرد ولی در عمل چنین نیست.
۴- نتایج عددی: تنشها و کرنشها تنها در گره ها از المان محدود حاصل میشود در بقیه نقاط با درونیابی محاسبه شده اند.

گروه و کانال تلگرام آموزش OPENSEES

 کانال رسمی مرکز آموزش بنیادی نرم افزارهای عمرانی با هدف بهره گیری از قابلیت ها و ظرفیت شبکه های اجتماعی در جهت ارتباط بهتر با مخاطبین و معرفی سریع و بهینه اخبار و اطلاعات راه اندازی شد.
کاربران می‌توانند برای استفاده از کانال خبری به آدرس اینترنتی زیر مراجعه نمایند.

https://telegram.me/autopensees

شبیه سازی بار انفجار به صورت دینامیکی opensees

سلام آقای دکتر وقت بخیر. سوالم از خدمتتون این بود که آیا امکان در نظر گرفتن خاصیت غیر خطی شدن توسط انفجار در اپنسیس وجود دارد؟ از این بابت عرض می کنم که گویا غیر خطی شدن حاصل از سیکلهای زلزله با غیر خطی شدن حاصل از انفجار متفاوت بوده و رفتار مصالح در این دو حالت متفاوت می باشد. آیا متریالی در این رابطه در اپنسیس معرفی شده؟ سوال دوم هم اینکه اگر انفجار درون زمین رخ دهد آیا می شود نمودار جابجایی زمان تحریک پایه را به نرم افزار داد و سازه را با همان خواص غیر خطی حاصل از رفتار هیسترسیز مدل کرد؟ ممنون

 

به طور کلی مصالح غیرخطی برای شرایط خاصی توسعه پیدا نمی کنند. ولی برای اینکه اثر انفجار دیده شود، در صورتی که تحلیل یک تحلیل دینامیکی باشد، لازم است وابستگی رفتار به نرخ و سرعت بارگذاری در نظر گرفته شود. ولی در حد اطلاع بنده، در OpenSees معمولا شبیه سازی بار انفجار به صورت دینامیکی صورت نمی گیرد بلکه نیروهای ناشی از انفجار از روش های دیگری مثل مدل های پرجزئیات آباکوس استخراج می شوند و در openSees به صورت استاتیکی اعمال می شوند.
ضمن اینکه مصالحی که رفتار آن ها وابسته به نرخ بارگذاری باشند در OpenSees وجود دارند

ماتریس ۳ در ۳ چطوری در اپنسیس تعریف میشه

سلام. ببخشید یه ماتریس ۳ در ۳ چطوری در اپنسیس تعریف میشه و آیا دستوری برای معکوس کردنش وجود داره

سلام. اگه منظورتون به زبان TCLهست،  یه آرایه دوبعدی رو به صورت mat (1,1) تعریف میکنن ولی دستوری برای وارون کردنش وجود نداره

جابجایی های گرهی نتایج عدد خیلی بزرگ

من به یه مشکل عجیب برخورد کردم
وقتی از جابجایی های گرهی خروجی میگیرم، نتایج روی یه عدد خیلی بزرگ و غیرمنطقی فیکس میشه و هرچی بارهای وارده رو تغییر میدم این نتایج هیچ تغییری نمیکنن
گزینه های آنالیز هم این ها هستن:

#constraints Plain
#numberer Plain
#system BandSPD
#test NormDispIncr 1e-10 100
#algorithm KrylovNewton
##algorithm Broyden
##algorithm NewtonLineSearch
##algorithm Newton
##integrator LoadControl 1
#analysis Static
#analyze 1

همه این الگوریتم ها هم همین مشکل رو دارن
بعد وقتی از الگوریتم های زیر استفاده میکنم، جابجایی های گرهی منطقی میشه، اما به جای اون نیروهای گرهی روی یه عدد بزرگ و غیرمنطقی فیکس میشه

#algorithm ModifiedNewton
#algorithm BFGS
#algorithm Linear
اصلا نمیفهم مشکل کجاست، کسی از دوستان تا حالا با این مشکل برخورد نکرده؟

 

برای دوستانی که ممکنه با این ارور برخورد کنند عرض میکنم که مشکل مدل بنده تو تعریف المان zerolength بود
از متریال الاستیک استفاده کرده بودم
ضریب مقاومت بعد از حد جاری شدن تو این متریال نباید بزرگتر از یک باشه

opensees چه طور تشخیص میده که این عدد مدول الاستیسیته

با سلام
opensees یه سوال در مورد متریال استیل برای من پیش اومده؟
تو توضیح متریال steel01 تو سایت اپن سیس ویکی، نوشته پارامترهای مدل میتونه یا تنش کرنش باشه، یا نیرو جابجایی
ینی تو حالت اول باید مقدار E رو تعیین کنیم و در حالت دوم باید k رو تعیین کنیم

حالا به فرض که یه عددی رو ثبت کردیم، opensees چه طور تشخیص میده که این عدد مدول الاستیسیته هست یا سختی؟😳

الان من میخوام برای برای مدل کردن نئوپرن های پل از این متریال استفاده کنم، باید سختی نئوپرن رو وارد کنم یا مدول الاستیسته اون رو؟؟

بستگی به این داره که شما این مصالح رو در چه جایی استفاده بکنید. اگر به یک فنر اختصاص بدید، میشه رفتار نیرو-جابجایی و اگر به یک مقطع فایبر، میشه رفتار تنش-کرنش.

 

————————————————————————————————————

سلام
درصورتی که یک ستون در opensees بطور مثال با ۵ المان
Disp_based beam column
مدل کنیم. در این صورت اگه بخوایم نیروهای داخلی ستون بعد از تحلیل بدست بیاریم چکار باید کنیم؟
از دستور رکوردر المان میشه استفاده کرد؟ در این حالتی که یک المان واحد برای ستون وجود نداره کدوم المان باید رکورد کرد که نیروهای داخلی کل ستون خروجی بگیریم

سلام. اگر نیروهای ابتدا و انتهای ستون مد نظرتون باشه میتونید نیروهای ابتدای المان اول و انتهای المان آخر رو با گزینه force بخونید. اگر نقاط دیگری در طول عضو مد نظرتون باشه باید شماره المان و شماره مقطع متناظر با نقطه مورد نظر رو شناسایی کنید و از گزینه section $i force استفاده کنید.


سلام
درصورتی که یک تست ازمایشگاهی در نزم افزار مدلسازی کنیم، برای مقاومت بتن و فولاد در اپن سیس  باید همون مقادیری که بطور مثال برای بتن از تست نمونه استوانه ای مقاومت بتن در ازمایشگاه بدست اومده بگذاریم یا باز باید این مقاومت های ازمایشگاهی بتن و فولاد در ضریبی برای تبدیل به مقاومت مورد انتظار ضرب بشه و در نرم افزار وارد بشه؟

سلام. بستگی به مدل رفتاری به کار رفته برای اون مصالح داره و ممکنه نیاز به ضریب اصلاح باشه مثلا رفتار غیرخطی مصالح رو میشه با یه مدل دوخطی ساده مدل کرد یا مدل دوخطی Menegotto-Pinto که بین دو شاخه یه منحنی انتقال هم داره. پارامترهای ورودی برای فیت کردن هر کدوم از اینها با نتایج آزمایشگاهی میتونه متفاوت باشه

نقاط قوت و ضعف عمده نرم افزار OpenSees رو نسبت به ETABS

همون طور که یکی از دوستانمون قبلا پرسیده بودند، خیلی ها که سابقه کار با SAP یا ETABS رو دارند، میخوان بدونن تفاوت این نرم افزارها با OpenSees در چیه؟ و چرا اصلا باید به سراغ OpenSees رفت؟ بنده همونطور که قبلا قول داده بودم سعی میکنم در اینجا یه پاسخ نسبتا کامل به این سؤال خدمتتون تقدیم کنم.

#OpenSees_vs_ETABS
نقاط قوت و ضعف عمده نرم افزار OpenSees رو نسبت به ETABS 

**نقاط قوت
۱- کتابخانه بسیار غنی تر OpenSees از مصالح و المان های غیرخطی
۲-کتابخانه بسیار وسیع تر OpenSees از روش ها و الگوریتم های تحلیل
۳-سرعت بسیار بالاتر تحلیل در OpenSees
۴-سادگی انجام تحلیل های سیستماتیک و پرتکرار در OpenSees
۵-امکان انجام تحلیل های تحت بارگذاری های چند مرحله ای بسیار پیچیده در OpenSees
۶-امکان سفارشی سازی OpenSees

#OpenSees_vs_ETABS
نقاط ضعف OpenSees نسبت به ETABS:
۱-نداشتن رابط گرافیکی قدرتمند برای تولید و نمایش مدل و خروجی های تحلیل
۲-پیچیدگی مراحل مدلسازی و تحلیل
۳-نبود راهنمای جامع و کامل برای یادگیری و رفع ابهامات مدلسازی

#OpenSees_vs_ETABS
بعد از ساخت یک مدل، مهم ترین چالش پیش روی یک کاربر اجزای محدودغیرخطی، همگرا کردن مدل به یک جواب صحیح و منطقی است. شاید اگر در بین سؤالات این گروه جستجو کنید، پرتکرارترین سؤال، شکایت از واگرایی مدل باشه. خوب، بعضی ها که ممکنه سابقه نسبتا کمی در مواجهه با مدل های پیچیده داشته باشن، فکر میکنن واگرایی به سادگی با تغییر الگوریتم تحلیل رفع میشه. ولی کسانی مثل حقیر که صابون مدل ای بدقلق زیاد به تنشون خورده، میدونن که واگرایی اصلی ترین چالش فراروی مدلهای غیرخطی است و برطرف کردنش نیاز به ابزارهای مهمی داره که همه اونها در OpenSees بیشتر از هر نرم افزار دیگه ای مهیا هستن و اون بهره مندی از ابزارهای متنوع مدلسازی و تحلیله که شما بتونید به کمک اونها با اندکی کاهش دقت به یک جواب نسبتا منطقی برسید.
جالبه بدونید، بسیاری از کاربران ETABS بدون اینکه دیدی نسبت به واگرایی و علت وقوع اون داشته باشن، واگرایی حل رو به عنوان فروریزش سازه تلقی میکنن. در حالیکه یک مدل واگرا شده ممکنه با تغییر نوع المان یا روش بارگذاری یا نوع مصالح به کار رفته و یا تغییر الگوریتم حل از اون نقطه بحرانی رد بشه و وارد تغییرشکل های خیلی بزرگتری بشه. پس در بسیاری از موارد واگرایی ناشی از ضعف مدل و نرم افزار است و نه ضعف سازه!

#OpenSees_vs_ETABS
در مورد سرعت بسیار بالاتر تحلیل در OpenSees هم این رو عرض کنم که در OpenSees همچون نرم افزارهای اجرای محدود حرفه ای تری مثل ABAQUS، به کاربر امکان تعیین پارامترهای پاسخ که مایله در طول تحلیل ضبط بشن داده میشه در حالیکه در ETABS به صورت پیش فرض تمامی پارمترهای پاسخ مثل تغییرمکان همه گره ها، نیروی داخلی همه المان ها و … ضبط میشه و این سرعت تحلیل رو به شدت پایین میاره ولی خوب یه پیچیدگی رو از سر راه کاربر بر میداره تا نیاز نباشه قبل از تحلیل تصمیم بگیره به چه پارامترهای پاسخی نیاز داره. در OpenSees شما باید این تصمیم سخت رو بگیرید.
جالبه بدونید حقیر خودم برای گرفتن نمودارهایی که هیئت داوران در جلسه پیش دفاع دکتری خواستند که به پایان نامه اضافه بشن، تحلیل هایی که انجام اونها با چند کامپیوتر ۸ هسته ای حدود ۲ ماه طول کشیده بود رو ناچار شدم تکرار کنم.
ولی از این طرف باید به این نکته هم توجه کرد که همین تحلیل ها رو اگر میخواستم با ETABS بگیرم، بدون اغراق، باید بیش از ۱ سال پای دستگاه می نشستم در حالی که با استفاده مناسب از برنامه نویسی در OpenSees در طول مدت ۲ ماهی که کامپیوترها ران میگرفتند، من به کارهای دیگه ای می پرداختم

اندرکنش خاک و سازه در نرم افزار opensees قسمت اول

آموزش اندرکنش خاک و سازه در نرم افزار opensees

اندرکنش خاک و سازه از مسائل مهم در مهندسی است که به بررسی تأثیر وجود خاک در پاسخ سازه تحت بار دینامیکی می‌پردازد.‌‌‌‌ معمولا در تحلیل لرزه ای سازه ها با تکیه گاه صلب از اثرات اندرکنش خاک- پی- سازه و تاثیر آن صرف نظر می شود. لحاظ نمودن اندرکنش خاک و سازه در آنالیز سازه موجب تغییر در رفتار سازه و در نتیجه عملکرد آن هنگام تحریک لرزه‌ای می‌شود. تجربیات دهه اخیر نشان داده‏ است که بر هم کنش سازه و خاک در ساختمان های حجیم، ‌سنگین و صلب که بر روی خاک های ضعیف و نرم بنا شده‏ اند، از نظر پایداری آنها قابل توجه می‏ باشد. با توجه به اینکه پی به عنوان بخشی از سازه بوده و در باز توزیع نیروهای آن سهیم می باشد، در نظر نگرفتن اثر اندرکنش بین پی و سازه می تواند تقریبهای زیادی در نتایج تحلیل سازه ها تولید نماید.

در این قسمت مقدمات اندرکنش خاک و سازه بیان شده است. این فیلم ۲۰ دقیقه ای قسمت اول این آموزش هست که به محض آماده شدن سایر قسمت ها به مرور در سایت قرار می گیرد.

The process in which the response of the soil influences the motion of the structureand the motion of the structure influences the response of the soil is termed as soilstructure interaction (SSI).

Based on several documents, a systematic summary of the history and status of the structure–soil–structure dynamic interaction research that considers adjacent structures was proposed as a reference for researchers. This study is in the initial stage, given its complexity and excessive simplification of the model for soil and structures, and should be carried forward for its significance. An attempt was made to summarize the common major computer programs in this area of study.

نسخه های مختلف نرم افزار اپنسیس

سلام.تفاوت موارد زیر با Opensees در چیست؟
OpenseesSP
OpenseesPL
OpenseesMP
نسخه های مختلف نرم افزار اپنسیس و نرم افزار های وابسته هستن نسخه هایی شامل OpenseesPL برای مدلسازی شمع و خاک، MP و SP برای پردازش های حجیم و مدل های بزرگ بر روی سیستم های رایانه ای موازی و …
برای شروع کار با اپنسیس باید این دو نرم افزار رو نصب کنید
برای سیستم های بزرگ و حجیم نسخه های SP و MP را نصب کنید همراه با نرم افزار های وابسته بهش
OpenseesPL هم یک رابط کاربری برای کارهای ژیو تکنیکی اپنسیس هست
سیستم های بزرگی مثل مدلسازی خاک و سازه در حالت مستقیم یا سازه های بزرگ یا …