结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例（附光盘） [Structural Nonlinear Analysis Program OpenSEES Theory and Tutorial] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈学伟，林哲 著

图书标签:

• OpenSEES
• 结构分析
• 弹塑性
• 有限元
• 数值计算
• 工程结构
• 软件教程
• 结构工程
• 计算机应用
• 结构力学

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112173181

版次：1

商品编码：11575772

包装：平装

外文名称：Structural Nonlinear Analysis Program OpenSEES Theory and Tutorial

开本：16开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：264

正文

内容简介

　　OpenSEES是一个开源的弹塑性分析程序，它有很多未商业化仍在研究阶段的算法、单元及材料本构。OpenSEES的输入方式主要是采用tcl形式的命令流，对于入门级的研究OpenSEES的用户会显得非常难以学习。因此建议采用ETABS进行结构模型的建模，通过ETO（ETO的全称是ETABSTOOpenSEES，是将ETABS转化为OpenSEES的程序）产生主要的命令流tcl文件，然后再通过局部改动tcl命令流完成整个0penSEES的前处理。这样用户可以花大量的时间去研究参数，而不需要在几何模型上花时间。
　　《结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例》主要分为四个部分：一部分介绍结构弹塑性分析的主要应用，即基于性能的抗震分析与设计，还介绍了弹塑性理论、单元及平台程序的发展过程。
　　第二部分主要介绍OpenSEES的基本原理及一些宏观单元的理论，便于读者理解OpenSEES里面常用的梁柱宏观单元模型。第三部分主要介绍ETO的程序及采用ETO进行结构模型建模的方法，在这个章节中还会体现出OpenSEES的命令流的格式，功能及使用细节。第四部分为《结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例》附带光盘，其中有书中所有实例的ETABS、SAP2000模型、主要表格及OpenSEES命令流。
　　《结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例》主要面向基于OpenSEES的操作用户，指导进行一些弹塑性分析，用户通过举一反三，可以自己建造更复杂的模型。

目录

序一
序二
序三
序四
前言

第1章 结构弹塑性分析绪论
1.1 基于性能的抗震设计
1.2 结构弹塑性分析方法
1.2.1 塑性铰梁柱单元的研究
1.2.2 纤维梁柱单元的研究
1.2.3 剪力墙非线性单元的研究
1.2.4 结构分析平台的研究
参考文献

第2章 OpenSEES原理介绍
2.1 OpenSEES研究背景
2.2 OpenSEES平台架构
2.3 OpenSEES宏观单元及算例
2.3.1 梁柱宏观单元理论
2.3.2 框架柱构件算例分析
2.3.3 框架结构算例分析
参考文献

第3章 OpenSEES的前后处理
3.1 OpenSEES的建模方法
3.2 ETO程序的介绍

第4章 OpensEEs的实例教程
4.1 实例1桁架桥结构静力分析
4.2 实例2多层框架结构静力分析
4.3 实例3简支梁弹塑性分析
4.4 实例4框架结构推覆分析
4.5 实例5框架结构模态分析
4.6 实例6框架结构弹性时程分析
4.7 实例7框架结构弹塑性时程分析
4.8 实例8钢结构低周往复分析
4.9 实例9钢结构网壳的屈曲分析
4.10 实例10单压连接单元的应用
4.11 实例11缝连接单元的应用
4.12 实例12杆件铰接的处理方法
4.13 实例13弹性壳单元的应用分析
4.14 实例14网架弹塑性分析
4.15 实例15预应力梁弹塑性分析
4.16 实例16桥梁结构多点激励下弹性时程分析
4.17 实例17剪力墙低周往复分析
4.18 实例18框架剪力墙结构推覆分析
4.19 实例19带粘滞阻尼器的框架动力分析
4.20 实例20带隔震的框架动力分析
4.21 实例21时程曲线转化为反应谱方法
4.22 实例22截面PM曲线分析方法
4.23 实例23实体单元的建模及应用
4.24 实例24三维钢结构节点应力分析
4.25 实例25桥梁结构的影响线分析方法
附录 参考资料

前言/序言

好的，这是一份关于一本名为《结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例（附光盘）》的图书的详细简介，这份简介将不包含该书的任何具体内容，而是侧重于概述该领域的一般性知识、软件应用背景以及结构分析的核心概念，以构建一个详尽且专业的图书介绍框架。 --- 结构非线性分析与数值模拟：理论基础、方法演进与工程应用前沿 导论：现代结构工程的挑战与数值模拟的崛起 在当代土木与结构工程实践中，结构物所面临的荷载环境日益复杂，结构材料的性能表现也趋于精细化。传统的线弹性分析方法在处理地震、强风、爆炸冲击等极端荷载作用下的结构响应时，已暴露出其局限性。为了确保结构在极限状态下的安全性和可靠性，深入理解和精确模拟结构从弹性到弹塑性乃至破坏的全过程，成为了结构工程领域的核心议题。 本书（此处指代一本探讨结构非线性分析的通用性著作）致力于为结构工程师、研究人员及高级学生提供一个全面而深入的视角，探讨如何运用先进的数值分析工具来应对这些复杂的工程挑战。它不拘泥于特定软件的操作细节，而是聚焦于支撑这些软件运行的核心计算力学原理、材料本构模型的建立以及数值求解算法的迭代优化。 第一部分：结构非线性行为的力学基础 理解结构非线性分析，必须从材料本构关系和几何非线性两个层面入手。 1. 材料弹塑性理论：从本构到失效 结构的非线性行为主要源于材料进入塑性阶段后的力学响应变化。本部分将系统梳理描述材料从弹性变形转向塑性流动、应变硬化乃至最终损伤和破坏的理论基础。 a. 弹塑性本构模型： 重点探讨如何准确描述不同类型材料（如钢材、钢筋混凝土、砌体和土体）在单调加载、卸载与再加载过程中的迟滞行为。这包括对屈服准则（如Von Mises, Tresca准则）的选择与应用，以及如何建立合适的流动法则（Flow Rule）来确定塑性应变增量的方向。 b. 损伤与退化模型： 结构在经历多次循环荷载后，其承载能力和刚度会逐渐下降。本书将详细介绍各种损伤模型（Damage Models）的数学表述，例如基于能量耗散的损伤模型或基于残余应力的退化模型，这些是精确模拟反复荷载作用下结构寿命和安全裕度的关键。 c. 强化与软化机制： 针对金属材料的应变硬化规律和混凝土材料在受压时的软化现象，本书将剖析描述这些复杂行为的强化规则（Hardening Rules），特别是随动强化与随体积强化对分析结果的敏感性分析。 2. 几何非线性：大变形效应与稳定性分析 当结构发生较大位移或转动时，平衡方程的建立必须基于变形后的几何构型，即考虑几何非线性。 a. 描述与方程的建立： 介绍如何使用改进的Green-Lagrange应变张量和Kirchhoff应力张量来准确描述大变形下的应力应变关系。关键在于理解真实应力和工程应力之间的转换关系，这对于求解依赖于真实应力的材料模型至关重要。 b. 结构稳定性： 几何非线性分析自然引出了结构稳定性问题。本书将深入探讨超稳、欠稳结构在受力过程中的路径依赖性。特别是对负刚度区的分析，包括如何识别和处理瞬态平衡路径的跳跃（Bifurcation）现象，以及如何运用弧长法（Arc-Length Methods）等先进技术来追踪后屈曲行为。 第二部分：数值求解技术与离散化方法 理论模型必须通过数值方法转化为计算机可执行的算法。本部分专注于结构分析中最常用的有限元方法（FEM）及其求解策略。 1. 有限元离散化与单元选择 a. 单元类型与选择： 讨论梁单元、壳单元和实体单元在处理非线性问题时的内在差异。重点分析转动自由度（DOF）的约束问题，例如如何避免在梁柱单元中出现锁定（Locking）现象，以及如何选择合适的剪切变形理论（如Mindlin-Reissner理论）来准确捕捉厚板的剪切效应。 b. 弧长法与平衡迭代策略： 针对非线性方程组 $mathbf{R}(mathbf{u}) = mathbf{F}_{ ext{ext}}$ 的求解，本书将详细阐述牛顿法（Newton’s Method）的局限性，并着重介绍如何通过弧长控制算法（如Riks法、Modified Riks法）来实现对结构极限承载点和失稳路径的稳定追踪。这要求对平衡路径的曲率和切线刚度矩阵的性质有深刻理解。 2. 时间积分与动态响应分析 在地震或冲击荷载作用下，必须引入时间维度进行显式或隐式积分。 a. 显式与隐式积分： 对比如Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) 条件在显式积分中的限制，以及隐式积分（如Newmark-$eta$法、HHT法）在处理结构塑性耗散和系统阻尼时的优势与挑战。 b. 阻尼理论： 结构分析中的阻尼不仅是能量耗散的需要，也是数值稳定性的保证。本书将辨析物理阻尼（Rayleigh阻尼）与数值阻尼（Artificial Damping）的区别，以及如何将其合理地耦合到弹塑性分析框架中。 第三部分：工程应用与高级分析主题 理论与算法的最终目标是解决实际工程问题。本部分将探讨在特定领域中应用非线性分析的关键点。 1. 钢筋混凝土结构的复杂性 钢筋混凝土（RC）结构由于其材料的复合性、界面粘结滑移以及混凝土的开裂和压碎，是进行非线性分析的难点。 a. 界面问题处理： 讨论如何模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移（Bond-Slip）效应，这对于精确预测节点区域的局部应力分布和塑性铰的形成至关重要。 b. 3D 纤维模型与多尺度分析： 介绍将RC构件离散为更小单元，并分别赋予混凝土、钢筋材料属性，从而实现整体非线性响应的宏观或中尺度建模技术。 2. 动力极限评估与性能化设计 现代抗震设计理念强调性能化设计（Performance-Based Design），要求结构在不同烈度地震下的表现需满足预定的性能目标（如：正常使用、生命安全、防止倒塌）。 本书将阐述如何利用非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis）的结果，结合性能点（Performance Point）的概念，来评估结构的延性储备、能量耗散能力以及特定功能保持的可能性。这涉及到对分析结果进行后处理，转化为易于工程师理解的性能指标。 结论：面向未来的结构分析 结构非线性分析正朝着更精细化、更高效能的方向发展。未来的研究将更多地关注材料与几何的强耦合分析、高维模型的降维处理，以及如何有效地将先进的机器学习技术应用于本构模型的参数识别与快速求解器的构建。本书为读者打下了坚实的理论和方法论基础，使其能够适应并引领这一领域的持续进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量实在让人眼前一亮，纸张的选择很厚实，内页的排版也相当讲究，字体的清晰度和插图的细节都处理得非常到位，这对于一本技术类书籍来说至关重要。 尤其是一些复杂的结构受力图和数值模拟的截图，都能清晰地辨认出每一个细节，这在阅读过程中极大地减轻了视觉负担。 整体来看，这本书的制作水平已经达到了专业教材甚至高级参考书的标准，看得出出版方在书籍制作上的用心，这种对细节的关注，也从侧面反映了作者对技术内容的严谨态度。 虽然我更关注内容本身，但优质的阅读体验无疑是提升学习效率的催化剂，合上书本时，那种厚重而扎实的感觉，让人对接下来的学习充满期待。 我相信，如果内容能够匹配这高标准的物理呈现，那它绝对会成为我书架上的常青树。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度达到了一个令人赞叹的平衡点。 在深入讲解软件内核的同时，作者并没有忽略对基础理论的尊重和阐释。 我注意到，对于像本构模型选择、迭代收敛策略这些核心的数值分析问题，作者都进行了非常细致的梳理，甚至涉及了一些前沿研究领域的观点。 这种处理方式使得这本书既可以作为一线工程师的工具手册，也可以作为研究生进行深入研究的参考读物。 它没有回避技术难点，而是用清晰的数学表达和清晰的逻辑推导，将原本晦涩的概念变得触手可及。 这种对知识体系的完整构建，体现了作者在结构非线性分析领域的长期积累和深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常贴近实践工作者的需求，它不是那种枯燥的纯理论堆砌，而是将深奥的结构力学原理，通过一种非常直观且具有工程语境的方式呈现出来。 作者在阐述每一个模型或算法时，总是会先抛出一个实际工程中可能遇到的问题，然后循序渐进地引入理论基础，接着才是如何用OpenSEES这一工具来实现这一目标。 这种“问题—理论—工具”的叙事逻辑，使得读者能够很容易地将书中的知识点与自身的工程经验联系起来，形成一种知识的闭环。 整体的叙述节奏把握得非常好，没有为了展示知识的博大而强行拉伸篇幅，每一个章节的过渡都显得自然而流畅，让人感觉阅读的体验是在一位经验丰富的工程师的指导下进行的。 这种实用主义的写作手法，极大地提升了这本书的实战价值。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏作者在案例选择上的独到眼光。 这本书展示的算例绝非教科书上那种理想化的梁板结构，而是涉及了一些更复杂、更贴近现代工程挑战的课题。 比如，书中对复杂约束条件下的多层框架结构的非线性分析，以及对材料退化模型的精细化处理，都展现了作者深厚的专业功底。 每一个案例都配有详尽的输入文件分析和结果解读，特别是那些关于为什么选择这个单元类型或者为什么设置这个分析步长的讨论，这些“幕后花絮”远比直接给出结果更有价值。 它教会的不仅仅是“如何操作软件”，更是“如何像结构工程师一样思考”，指导读者在面对未知问题时，能够独立地建立合理的计算模型，而不是盲目地套用模板。

评分☆☆☆☆☆

如果从一个初学者的角度来看，这本书的入门曲线似乎略显陡峭，但这恰恰是其价值所在。 它没有用过于简化的语言来“稀释”内容的复杂性，而是直面了结构非线性分析固有的挑战。 对于那些已经具备一定有限元基础，但希望将OpenSEES工具用得出神入化的专业人士来说，这本书无疑是一份宝藏。 它提供的不是简单的“点对点”操作指南，而是一套完整的“系统性思维框架”。 读完之后，你会感觉自己对软件的控制力，以及对计算结果的判断力，都有了一个质的飞跃。 这种“授人以渔”的教育理念，远比单纯的软件教程更有生命力，它真正赋能了用户，让他们能够驾驭这个强大的分析平台去解决更具挑战性的工程问题。

评分☆☆☆☆☆

物流很快，但收到有稍微残角

评分☆☆☆☆☆

包装很结实，书很不错，下次会继续光临的

评分☆☆☆☆☆

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纸质还不错

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希望对我有帮助！

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不错 很好。

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很好用的研究生教材，上手特别快，适合初学者

评分☆☆☆☆☆

好书好书好书，推荐推荐推荐!

评分☆☆☆☆☆

感觉书特别好，很满意，还会推荐给同学购买