OpenSees Basic Examples (E3:鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析) 解説(地震加速度データについて)

ARL360.at2 ファイルは、以下の様になっています。

PACIFIC ENGINEERING AND ANALYSIS STRONG-MOTION DATA
NORTHRIDGE 01/17/94 1231, ARLETA, 360
ACCELERATION TIME HISTORY IN UNITS OF G
NPTS=  2000, DT= .02000 SEC
   .1297983E-02   .1742817E-02   .3793137E-02   .1321806E-02   .1469841E-02
   .1023223E-02   .1666993E-02   .3890893E-03   .3178530E-03   .3413724E-02
   .2240902E-02   .3143787E-02   .1219239E-02   .5135218E-02   .3153564E-02
   .............................　

ここで、
NPTS　は　number of points　で、このファイルに入っている地震加速度データの総数です。
DT は　delta time で、地震の測定された加速度データの測定間隔⊿t です。

これらの数字は、後程　tcl コマンドとして、nPts および dt　として使用します。

また、それ以降の　 .1297983E-02   .1742817E-02  の値は　重力加速度に対しての比率を表しています。

この　ARL360.at2　ファイル　を　OpenSeesのコマンドとして読み込ませるために、まず、ファイルをReadRecord.tcl　を使用して、変換します。　変換されたファイルは、ARL360.dat　として出力されます。


このReadRecord.tclファイルのダウンロードの仕方は、
OpenSeesで紹介されているサンプルで使用するtclスクリプトやデータの取得方法
を参照してください。


このファイルの中には、
proc ReadRecord {inFilename outFilename dt nPts}
のtcl コマンドによる、プログラムが記載されています。

また、nPts および dt　についても、書きのようにそれぞれ値がセットされています

    # Pass dt by reference
    upvar $dt DT
    upvar $nPts NPTS

このReadRecord.tcl　を使用して地震加速度データを作成する方法は、
OpenSees Basic Examples (E4: 鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析)　外力としての地震波の設定 2
を参照してください。

なお、出力した　ARL360.dat　　ファイルの中身は、以下の様になっています。



   .1297983E-02   .1742817E-02   .3793137E-02   .1321806E-02   .1469841E-02
   .1023223E-02   .1666993E-02   .3890893E-03   .3178530E-03   .3413724E-02
   .2240902E-02   .3143787E-02   .1219239E-02   .5135218E-02   .3153564E-02

   .............................　


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OpenSees Basic Examples (鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析)　外力としての地震波の設定 2

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次

OpenSees Basic Examples (E2:鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析) 解説 (外力としての地震波の設定 1)

1) Model, Node（節点）の設定
2) 部材の定義
3） Element（要素）の設定

についての説明は、
OpenSees Basic Examples (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）
と、同じです。

また、外力としての重力の設定についても、
OpenSees Basic Examples (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（外力、解析の設定）
と同じものを使用するため、

OpenSees Basic Examples (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) コマンドのサマリ

で作成した
RCF-G.tcl
ファイルをソースとして読み込みます。
また、実際に「鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析」のtdlコマンドをOpenSeesで動作させたとき、「鉄筋コンクリート門型フレーム重力荷重解析」は、
source RCF-G.tcl
のラインが実行されると終了するので、
 "Gravity Analysis Completed"
と、画面に表示するようにしています。

さらに、loadConst コマンドにより、解析する時間をリセットします。


#Reinforced Concrete Frame Earthquake Analysis

# Do operations of RCFrameGravity by sourcing in the tcl file
source RCF-G.tcl

# Set the gravity loads to be constant & reset the time in the domain
loadConst -time 0.0




4) 外力としての地震波の設定
最初に、必要となる定数、値などを、定義します。

まずは重力加速度 g として　386.4
次に、Node3, 4における質量 m として、　180/386.4

このm は、　source RCF-G.tcl　で定義されている P (重力加速度による力としての　180kip)　に　重力加速度 g　をわることよって、質量を算出しています。


# Define nodal mass in terms of axial load on columns
set g 386.4
set m [expr $P/$g];       # expr command to evaluate an expression

ここで　expr は、mにセットする計算を　P/g でtclコマンドとして計算を行います、という意味です。

次に Node3, 4　に対して　質量の定義を行います。

mass [ nodeの番号 ] [ uの質量]　 [ vの質量]　 [ θ回転慣性質量]　

#    tag   MX   MY   RZ
mass  3    $m   $m    0
mass  4    $m   $m    0


次に 地震加速度を外力として設定します。
データはPEERの Ground Motion Database　から、ARL360.at2 ファイルを使用します。
これは、1994/1/17にカルフォルニアのアリータという場所で起きた実際の地震　のデータです。

ダウンロードの仕方は、
OpenSeesで紹介されているサンプルで使用するtclスクリプトやデータの取得方法
を参照してください。

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OpenSees Basic Examples (鉄筋コンクリート門型フレーム 地震波を作用させた解析)　解説(地震加速度データについて)

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次

Blogの画像 ほぼ 復活しました

OpenSeesファンの皆様

このブログを見ていただきましてありがとうございます。

2015/10/22　に　本ブログの投稿に貼ってありました画像がすべて消えてしまった、というお知らせをいたしましたが、本日2015/11/4現在、ほぼすべての画像が復活しております。

このブログを見るためのガイド　で書かれておりますとおり
本ブログでの３つのトピックの内、


OpenSees コマンド 日本語解説
OpenSees のソースコード解析に挑戦してみる


については、すべて画像は復活しました。

有限要素法における平面トラスの解析」プログラムをC言語で書いてみる
一部のページについて、画像が復活しておりません。
こちらにつきましては、ゆっくり復活させていく予定です。

ともあれ
Innovativeな建物がたくさんできますように！
2015/11/04 Satoko Toengawa

OpenSees Basic Examples (L4:鉄筋コンクリート門型フレーム 横荷重解析) 解析結果

鉄筋コンクリート門型フレーム横荷重解析(ここ)で作成した、RCF-GＰ.tclファイルの　OpenSeesコマンドを実行すると、以下の様な画面が表示されます。

最初は、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結果　と同じものが表示されます。
つぎから、鉄筋コンクリート門型フレーム 横荷重解析の計算結果が出力されます。

表示の中にWARNINGが出ています。これは、
構造計算のための連立方程式を、最初はNewron法で解いていくのですが、指定されたユークリッドノルムによる誤差範囲に入っていないため、ModifiedNewton法で解いているためです。
最後に成功しているのでSUCCESSFULLYが表示されています。

出力される結果ファイルは、下記コマンドで指定されています。
# Create a recorder to monitor nodal displacements
recorder Node -file node32.txt -time -node 3 4 -dof 1 2 3 disp

# Create a recorder to monitor element forces in columns
recorder EnvelopeElement -file ele32.txt -time -ele 1 2 forces

<Node32.txt>

Node 3 のX軸方向への変位の増加分を基準として、記録をしています。
解析する変位の増加分は　0.1 づつ、Node3 のＸ方向の変位が15.0になるまで続けています。

Node3, Node4のX,Yの変位をグラフにしたものが以下です。
最初は降伏点まで、耐えていますが、降伏点を超えると変位が大きく進んでいることがわかります

イメージとしては、鉄筋コンクリート部分がねじ伸びた状態になってしまった、ということだと考えます（下図のスケールは正しくありません）

<ele32.txt >
Version 2.4.6 (rev6062)　での主力は、以下の表のようになっています。
しかしながら、この値はVersionごとに違うので、解析が必要です。

なお、ここで出力している部分のソースコードは
OpenSees Developer : ユークリッドノルムノルムの計算
を参照してください。

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次