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1、CANNY结构静结构静/动力非线性分析软动力非线性分析软件件入门与实例逐步操作入门与实例逐步操作补国斌2013/3/249/2/20241国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行目 录 纲 要1234CANNY软件简介软件简介 (Introduction)简单例题简单例题-10层层RC框架框架 (Example)CANNY建模与分析建模与分析(Modeling & Analysis)CANNY后处理后处理(Output and Animation)5总结总结 (Conclusion)Mode analysis; Dynamic time history an
2、alysis6CANNY模拟高层混合结构简介模拟高层混合结构简介2国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行1 CANNY软件简介(Introduction)3国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行1.1 CANNY简介http:/ Visual C+编程，程序结构严谨，准确可靠，采用了许多独特的技术和编程技巧，实现了其他同类软件不可比拟的快速计算处理。CANNY作为SNAP软件计算核心的同时，也拥有自身的界面处理系统。CANNY程序组合多种计算分析功能，包括线弹弹性性和和非非线线性性、静静荷荷载载内内力力计计算算、静静力
3、力推推覆覆分分析析或或反反复复加加载载分分析析、动动力力时时程程分分析析、固固有有周周期期和和振振型型计计算、偏心和偏心率计算算、偏心和偏心率计算。CANNY程序使用有有限限元元、线线单单元元和和特特殊殊单单元元表达杆系、框架等空间结构物（包括地基基础和上部结构）的力学特性，基于塑性理论建立结构单元的力和变形关系的非线性模型，采用数值积分逐步求解法，模拟结构物对各种静力和动力荷载的响应、结构的变形、损伤和破坏全过程，得到结构的荷载承受能力和抵抗变形的能力，用于定量分析结构抗震、抗风安全性和隔离振动的有效性。4国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行1.1 C
4、ANNY界面http:/ 博学慎思，明辨笃行1.2 CANNY与SNAPhttp:/ 博学慎思，明辨笃行1.1 CANNY概述基于各结构单元的力和变形非线性关系的3维框架模型弹簧或或弹簧束、纤维束表达单元力与变形非线性关系 考虑材料非线性近似考虑几何非线性（P-效应）逐步计算法，每小步假定线性关系细致处理多变形分量单元内力之间的不平衡逐步修正节点残余不平衡力处理刚体和刚性连接、弹性连接考虑弯曲和轴向力的藕连振型和周期计算静力反复加载分析静力推覆分析拟动力分析动力时程分析 质点系模型(层模型) 3维单元模型 3维复杂模型 多分量、多点、多向输入计算模型，计算方法和基本假定计算模型，计算方法和基本
5、假定 P1 P2 P3 P4 7国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行1.1 CANNY深入了解For More Information For More Information 计算功能 http:/ http:/ 结构与单元模型 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 博学慎思，明辨笃行2 简单框架模型(10 Story RC Frame)9国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行10 Story RC Frame*注：此非实际结构，也未经设计。作者主要目的是通过此简单例题
6、引导CANNY初学者或感兴趣者熟悉最基本的命令流建模技巧和对应窗口操作模式。故而选用了最简单的和单一的截面配筋形式进行讲解。对模型和计算结果合理性今后以实际设计的结构做探究。10层RC框架结构，每层层高3m，x与y方向各2跨，跨长6m；材料：梁柱砼C30，纵筋HRB335，箍筋HRB235梁柱板截面：主梁bh=300mm600mm，上下部纵筋4D25，箍筋D10150；柱bh=600mm600mm，16D28，箍筋D12150.板100mm厚。荷载：梁柱板构件自重；梁上均布墙荷载：8kN/m；楼面活载：2.0kN/m2；屋面活载：0.5kN/m2.10国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学
7、土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3 CANNY建模与分析(Modeling & Analysis)CANNY命令流 vs CANNY界面操作 CANNY命令流注释命令流注释 CANNY命令流与界面操作对应关系命令流与界面操作对应关系11国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.1 总控制参数标题与单位系设定Line 6Line 7副标题副标题12国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.1 总控制参数分析控制参数Line 10Line 11Line 13Line 17自动从单元自重，竖向力收集计算节点重量13国者，金
8、口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.2 输出控制参数Line 20&24Line 22Line 21Line 23Line 1414国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.3 迭代控制条件Line 27Line 28Line 30Line 2915国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.4 动力分析控制条件Line 36Line 37Line 34Line 38Line 39Line 45Line 40Line 43单元阻尼单元阻尼瑞雷阻尼指定瑞雷阻尼指定16国者，金口玉言；斌者
9、，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.4 动力分析控制条件Line 45动力时程分析可以采用单点单向或多向均匀加速度输入，以及多点单向或多向加速度、速度、位移输入；还可以混合或单独输入时程变动荷载（如风或机械振动等随时间变化的外力作用）。17国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.5 几何建模节点定位+轴线定位菜单栏点击：DataNode/Frame18国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.5 几何建模楼面定位均可自动生成或手动输入菜单栏点击：DataFloor楼面中心19国者，金口玉言；斌
10、者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.5 几何建模梁单元定位：DataBeam参考截面截面滞回模型20国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.5 几何建模柱单元定位：DataColumn截面滞回模型柱单元采用基于弯矩-曲率关系的MS单元，与Fiber模型类似，自动考虑弯矩-变轴力耦合作用。21国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模节点和自由度定义：Datanode22国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模超级节点定义：Dat
11、aSupernode自动形成重心位置，刚性楼板重量和扭转量23国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模材料定义：钢筋+混凝土此例选用CANNY内置的基于中国规范的钢筋+混凝土材料库。为满足非线性分析、工程应用或研究用途，可自行定义材料本构关系。材料属性钢筋本构关系24国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模材料定义：钢筋+混凝土此例选用CANNY内置的基于中国规范的钢筋+混凝土材料库。为满足非线性分析、工程应用或研究用途，可自行定义材料本构关系。材料属性混凝土本构关系25国者，金口玉言；斌者
12、，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模截面定义：柱26国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模截面定义：梁27国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模截面抗弯抗剪恢复力模型定义只需输入滞回参数，开裂和屈服强度等由CANNY程序的Section Analysis自动分析完成。缺省滞回模型滞回参数的取值是难点，一般只有通过试验才能得到相对准确的值。要么是通过工程经验。一般研究人员可根据需要确定滞回参数。工程人员亦可选择程序默认的参数。28国者，金口玉言；斌者，文
13、武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模截面抗弯抗剪恢复力模型定义由CANNY程序的Section Analysis自动分析完成。29国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模恢复力模型测试右击单击30国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.6 物理建模柱MS单元注：MS单元基于弯矩-转角关系（MR relationship）时，是集中非线性；基于弯矩-曲率（MC relationship）关系时，与纤维模型类似，为分布非线性31国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与
14、交通学院 博学慎思，明辨笃行3.7 荷载输入恒载梁上恒载（如填充墙）32国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.7 荷载输入恒载33国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.7 荷载输入活载34国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.8 模型查看立体节点定位采用一些特殊符号如，-，|，：等批量输入节点，非常方便。35国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.8 模型查看平立面36国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学
15、慎思，明辨笃行3.9 分析选项（CA2）输出结果包含最大正值和最小负值；不勾选则直接输出绝对值最大者分别对应静力加载前，静力加载后，逐步分析后的振型信息。37国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行3.9 分析进行中（CA2）C截面或构件开裂；Y截面或构件屈服；U截面或构件达到极限强度38国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4 CANNY后处理后处理(Output and Animation)39国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.1 振型分析动画静力加载前第1振型对应周期点
16、击查看各阶次周期40国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.1 振型分析动画静力加载后基阶周期略微增大钢筋混凝土结构的基阶周期在0.05-0.1n，可粗略推算结构模型是否合理。可推知本模型偏柔，因为未考虑填充墙刚度贡献和板的协同受力。在CANNY中可以建立带翼缘的T形梁。41国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.1 振型分析动画动力逐步分析后塑性周期显著增大可用T0/T1，或1-T0/T1等简单表达结构整体宏观损伤指标，构件细观损伤指标参看其他经典文献，如Park。可从CANNY时程输出结果的Excel表格进行公
17、式编辑计算。42国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.2 结构整体位移时程响应动画43国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.3 沿高度方向层间(楼面)的力(位移)时程响应动画层间剪切位移的计算与国内专家定义的有害位移有关，但是不同。国内定义的有害位移概念还有诸多缺陷。44国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.4 各层层间(楼面) 时程响应动画逐步模拟45国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.4 各层层间(楼面) 时程响应动画逐步
18、模拟46国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.5 节点时程响应动画47国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.5 超级节点/刚性楼板时程响应动画48国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.6 单元滞回曲线，构件累计应变耗能49国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.7 结构整体能量图50国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.7 结构整体能量图总输入能总输入能=动能动能+应变能应变能+阻尼耗能？
19、阻尼耗能？可以作为计算分析结果是否可靠的判断可以作为计算分析结果是否可靠的判断标准之一标准之一51国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.8 文本计算结果查看与输出到E盘找到Excel表，简单处理便可以得到便于大规模编辑的数据。52国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.9 CA3文本结果输出节点结果指定要输出节点的哪些信息指定要输出节点的哪些信息指定要输出哪些节点结果指定要输出哪些节点结果或者全部或者全部振型结果的输出方式勾选振型结果的输出方式勾选节点结果存放路径节点结果存放路径是否仅是输入极值，是否仅是输入极值
20、，要否能量输出等要否能量输出等指定输入步数与方向指定输入步数与方向53国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.9 CA3文本结果输出楼面结果类似节点结果输出54国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.9 CA3文本结果输出梁柱单元结果力与位移时程结果；力与位移时程结果；延性时程结果；延性时程结果；应变能时程输出应变能时程输出55国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.9 CA3文本结果输出楼层结果输出示例指定力与层间位移输出方式指定力与层间位移输出方式以楼面位移方式输出振型以
21、楼面位移方式输出振型输出楼层的耗能情况输出楼层的耗能情况仅输出第仅输出第5-6层结果层结果 结果存放路径结果存放路径56国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行4.9 CA3文本结果输出简单转换与分列处理57国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行总结1、CANNY命令流简单易懂，简单结构一般界面建模方式也可以实现，复杂结构采用简化命令流输入方式非常方便，也可以采用先以界面操作建立粗糙模型，然后在此基础上到数据文件里修改建模。2、采用宏观单元模型，提供大量滞回模型，为研究人员提供了极大的灵活性，工程人员也可以参考其缺省设置
22、。3、CA2结果控制输出与CA3结果输出提供了丰富的文本结果数据和用户可选性，可方便地转换为Excel表格便于大规模数据分析。4、此学习例采用未经设计的简单模型，仅以此例献给CANNY初学者和对CANNY感兴趣的学习者。限于时间，未对Pushover分析进行介绍。5、深入学习CANNY，可在http:/members.shaw.ca/CannyNAS/下载该程序试用版与学习手册。分别为地震波数据文件，数据输入手册（介绍命令流建模格式），原理手册，界面操作手册，例题。58国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行Future DiscussionModeling
23、 and Analysis of A Sample SRC High-rise BuildingModeling and Analysis of A Sample SRC High-rise Building59国者，金口玉言；斌者，文武齐修华南理工大学土木与交通学院 博学慎思，明辨笃行Future DiscussionModeling and Analysis of A Sample SRC High-rise BuildingModeling and Analysis of A Sample SRC High-rise Building型钢混凝土柱型钢混凝土柱RC核心墙核心墙钢梁钢梁RC梁梁60
