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中心技術報告

NCREE-2021-013

時間 2021-11-05
標題 開放式地震工程模擬系統(OpenSees)於含塑鉸非線性結構之分析應用
作者 [黃炫文] [許博策] [盧煉元] [蕭輔沛] [葉士瑋]
摘要 開放式地震工程模擬系統OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation)為開放式程式碼之有限元素結構分析軟體,常用以模擬結構受地震或動態外力作用下之反應。該軟體亦於複合實驗技術 (hybrid testing) 程式應用中扮演重要之角色。然而,OpenSees雖然是廣為應用之結構分析軟體,但其在建立結構分析模型時卻較一般商用軟體複雜,因其係以Tcl (Tool Command Langue) 程式語言之方式撰寫。因此,為使讀者易於了解與操作,本文除了介紹OpenSees之基本指令外,亦將介紹其圖型化介面軟體STKO (Scientific Toolkit for OpenSees) 之操作方式,並以線性及非線性結構分析等範例,由簡入深地逐一示範OpenSees之建模與分析步驟。透過本文之說明,讀者可了解以下內容:(1)如何以OpenSees建立線性結構數值模型,並進行線性結構之靜力及動力分析。(2)如何以ModIMK塑鉸背骨曲線模型並配合Peak-oriented遲滯迴圈模型,以建立含塑鉸之OpenSees非線性結構數值模型。(3)如何以圖型介面前處理軟體STKO建立OpenSees非線性結構數學模型,並進行側推分析與非線性動力分析。(4)了解前處理軟體STKO所輸出之OpenSees Tcl程式腳本內容,日後可與OpenFresco結合,以建立複合實驗用之結構數學模型。
關鍵字 開放式程碼、OpenSees、圖型介面軟體、STKO、集中塑鉸、ModIMK塑鉸模型、非線性動力分析、Tcl程式語言 (open-source system, OpenSees, graphical interface software, STKO, plastic hinge, ModIMK, nonlinear structures analysis, Tool Command Langue)
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