OpenSees Basic Examples (G2:鉄筋コンクリート門型フレーム 重力の柱軸力のみを作用させた解析) 解説（節点、要素、部材の定義）

１）Model, Node（節点）の設定
解析する時の、次元、節点(Node)の
Opensees のコマンドは、以下の通りです。

各コマンドの説明は、「OpenSeesコマンド集」を参照してください

1.1) ２次元、自由度２　で、解析するよう設定します
model BasicBuilder [次元数] [自由度数]　

model basic -ndm 2 -ndf 3

1.2) パラメーターをセットします。
# Set parameters for overall model geometry

set width    360　#  30feetをinchに換算した値
set height   144　#  12feetをinchに換算した値



1.3) Node(節点） の 座標を設定します
Node [ nodeの番号 ] [ x座標]　[y座標]

# Create nodes
#    tag        X       Y 
node  1       0.0     0.0 
node  2    $width     0.0 
node  3       0.0 $height
node  4    $width $height


1.4) Nodeのどこを固定するかを設定します

fix [ nodeの番号 ] [ uの固定の定義]　 [ vの固定の定義]　 [ θの固定の定義]　
0: 固定されていない
1: 固定されている


# Fix supports at base of columns
#    tag   DX   DY   RZ
fix   1     1    1    1
fix   2     1    1    1


2) 部材の定義


前回の
OpenSees Basic Examples (曲げモーメント-曲率計算)　
で、使用したものと同じコマンドで
鉄筋コンクリートを定義します。


# Define materials for nonlinear columns
# ------------------------------------------
# CONCRETE                  tag   f'c        ec0   f'cu        ecu
# Core concrete (confined)
uniaxialMaterial Concrete01  1  -6.0  -0.004   -5.0     -0.014

# Cover concrete (unconfined)
uniaxialMaterial Concrete01  2  -5.0   -0.002   0.0     -0.006

# STEEL
# Reinforcing steel 
set fy 60.0;      # Yield stress
set E 30000.0;    # Young's modulus
#                        tag  fy E0    b
uniaxialMaterial Steel01  3  $fy $E 0.01

# Define cross-section for nonlinear columns
# ------------------------------------------

# set some paramaters
set colWidth 15
set colDepth 24 

set cover  1.5
set As    0.60;     # area of no. 7 bars

# some variables derived from the parameters
set y1 [expr $colDepth/2.0]
set z1 [expr $colWidth/2.0]

section Fiber 1 {

    # Create the concrete core fibers
    patch rect 1 10 1 [expr $cover-$y1] [expr $cover-$z1] [expr $y1-$cover] [expr $z1-$cover]

    # Create the concrete cover fibers (top, bottom, left, right)
    patch rect 2 10 1  [expr -$y1] [expr $z1-$cover] $y1 $z1
    patch rect 2 10 1  [expr -$y1] [expr -$z1] $y1 [expr $cover-$z1]
    patch rect 2  2 1  [expr -$y1] [expr $cover-$z1] [expr $cover-$y1] [expr $z1-$cover]
    patch rect 2  2 1  [expr $y1-$cover] [expr $cover-$z1] $y1 [expr $z1-$cover]

    # Create the reinforcing fibers (left, middle, right)
    layer straight 3 3 $As [expr $y1-$cover] [expr $z1-$cover] [expr $y1-$cover] [expr $cover-$z1]
    layer straight 3 2 $As 0.0 [expr $z1-$cover] 0.0 [expr $cover-$z1]
    layer straight 3 3 $As [expr $cover-$y1] [expr $z1-$cover] [expr $cover-$y1] [expr $cover-$z1]

}  

3） Element（要素）の設定


解析する時の、要素(Element)の
Opensees のコマンドは、以下の通りです。

各コマンドの説明は、「OpenSeesコマンド集」を参照してください



# Define column elements
# ----------------------

# Geometry of column elements
#                tag 

geomTransf PDelta 1 



ガウスーロバート積分を使用しますが、その積分点は５つです

# Number of integration points along length of element
set np 5

柱には、forceBeamColumn　を使用します。

# Create the coulumns using Beam-column elements
#               e            tag ndI ndJ nsecs secID transfTag
set eleType forceBeamColumn
element $eleType  1   1   3   $np    1       1 
element $eleType  2   2   4   $np    1       1 

# Define beam elment
# -----------------------------

# Geometry of column elements
#                tag 
geomTransf Linear 2  

桁には、elasticBeamColumnを使用します。
断面積は360、ヤング率は4030、モーメントは8640です。

# Create the beam element
#                          tag ndI ndJ     A       E    Iz   transfTag
element elasticBeamColumn   3   3   4    360    4030  8640    2


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OpenSees Basic Examples (鉄筋コンクリート門型フレーム の柱軸力のみを作用させた解析)解説（外力、解析の設定）

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