عملکرد مهاربند کمانش ناپذیر و تعیین پارامترهای عملکرد لرزه ای

معرفی نرم افزار opensees

opensees (Open System for Earthquake Engineering Simulation) یک نرم افزار شیءگرا  برای کاربردهای شبیه سازی در مهندسی زلزله با استفاده از روش های اجزا محدود است. نرم­افزار opensees  توسط اعضای دانشگاه کالیفرنیا (PEER center) تهیه و پخش شده است و به صورت رایگان قابل دانلود می­باشد. هدف ازتهیه نرم­افزار opensees پیشبرد هر چه بیشتر تحقیقات در زمینه مهندسی زلزله می­باشد [35].

این نرم افزار توسط زبان برنامه نویسی شیءگرای C++ توسعه داده شده است، همچنین از زبانTCL  (Tool Command Language) نیز برای واردکردن دستورات و پروسیجرها توسط کاربراستفاده شده است. مهمترین ویژگی opensees  کدباز بودن آن است که از این طریق کاربر می­تواند به اصل سیستم نرم­­افزاری دسترسی داشته باشد. ازطریق تایپ دستورات که به زبان TCL نوشته شده­اند، کاربر می­تواند هندسه مدل، بارگذاری، ساختار کمی مواد استفاده شده، روش آنالیز و… را تعریف کند. TCL یک زبان اسکریپتی بر مبنای رشته است که دارای ویژگی های زیر می باشد:

  • متغیرها و جایگزینی مقادیر آن ها
  • انجام محاسبات ریاضی
  • استفاده از ساختارهای شرطی(if , while, for, foreach)
  • استفاده از زیربرنامه ها(Procedures )
  • ساخت فایل و عملیات بر روی فایل ها

برای استفاده بهینه از زبان برنامه نویسی TCL، باید این زبان با روش اجزا محدود همگرا شود که طبقه­بندی زیر پس از این همگرا شدن به دست خواهد آمد:

  • مدلسازی (Modeling) : تعریف گره ها، المان ها ، بارگذاری ها ، مواد و قیود.
  • آنالیز (Analysis) : مشخص کردن روش آنالیز
  • تعیین خروجی ها (Output specification) : انتخاب خروجی ها برای نمایش پس از آنالیز

در  openseesواحد خاصی برای تعریف اعداد وجود ندارد، واحد را از اول یک مقدار تعیین می کنیم و مقادیر را بر حسب واحد انتخابی وارد کرده و در انتها تمامی نتایج برنامه بر اساس واحدهای داده شده ارائه  می شود.

3-2- امکانات نرم افزار  opensees

نرم افزار ذکر شده دارای یک آرشیو کامل از انواع رفتارهای خطی و غیرخطی درخصوص تعریف مصالح، المان های فولادی و بتنی و تعریف المان­های مختلف درخصوص مدل سازی  می­باشد. بجز عناصری که در آرشیو موجود می­باشد، کاربر می­تواند بصورت اختیاری نیز نوعی از مواد و مصالح و المان ها را برای مدلسازی خود تعریف کند.

متن کامل فایل در لینک زیر :

نرم افزار opensees قادر به تحلیل انواع مدل های خطی و غیرخطی سازه ای و ژئوتکنیکی می باشد. تحلیل ها بصورت انواع تحلیل­های استاتیکی و دینامیکی در حالت خطی و غیر خطی انجام می­شود .

  • تحلیل استاتیکی غیر خطی (static pushover Analysis)
  • تحلیل استاتیکی سیکلی (static reversed-cyclic Analysis)
  • تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی (Dynamic time-series Analysis)
  • تحلیل مدل سازی تحریک یکنواخت پایه (Uniform-support Exitation)
  • تحلیل مدل سازی تحریک چند تایی پایه (Multi support Exitation)

در حالت کلی به عنوان یک معرفی کلی می­توان گفت که تحلیل استاتیکی به فرم ku=R بدون ماتریس جرم و میرایی مطرح می­شود و حل این مسأله خود به تنهایی تحلیل استاتیکی را انجام می­دهد.

آنالیزهای وابسته به زمان به دو صورت مطرح می­شوند، نوع اول آنالیز وابسته به زمان باگام ثابت است و نوع دوم آنالیز وابسته به زمان با گام زمانی متغیر است. نرم افزار opensees قادر  به مدلسازی انواع قسمت های یک المان سازه ای می­باشد. می­توان گفت نرم­افزار فوق تمام قسمت­های یک قالب سازه از هر نوعی با هر مصالحی را مدل می­کند. میلگردهای موجود در سطح مقطع یک عنصر، بتن اطراف میلگردها با پوشش حداقل و حداکثر، خستگی در المان ها تحت اثر هر نوع بارگذاری، رفتار هیسترزیسی بصورت منحنی نیرو-  تغییرمکان، گسیختگی برشی، گسیختگی محوری، کاهش مقاومت و نزول سختی تحت اثر بارهای سیکلی، اندرکنش خاک و سازه و … از جمله مسائلی هستند که نرم­افزار قادر به مدل کردن و تحلیل آنها می­باشد