MDOFModel 0.1.0

Generate MDOF lumped mass FE model using basic building information

MDOFModel

基于Python的多自由度(MDOF)结构地震工程分析库。

项目介绍

MDOFModel是一个用于结构工程中多自由度(MDOF)模型分析的Python库，主要用于地震工程分析。该工具可以通过基本建筑信息生成集中质量有限元模型，进行动力分析、推覆分析、损失评估和增量动力分析(IDA)等。

功能特点

• 结构模型生成：基于基本建筑参数(如层数、面积、结构类型)生成MDOF结构模型
• 地震动力分析：进行线性和非线性时程分析
• 推覆分析：实施结构静力推覆分析
• 增量动力分析(IDA)：采用FEMA P-695远场地震记录执行IDA分析
• 损失评估：基于Hazus方法进行地震损失评估
• OpenSees集成：与OpenSees进行无缝对接

安装说明

使用pip安装本库：

pip install MDOFModel

依赖项

• Python >= 3.12
• numpy
• pandas
• matplotlib
• openseespy
• openpyxl
• eqsig

使用示例

示例1：动力分析

from MDOFModel import MDOF_CN as mcn
from MDOFModel import MDOFOpenSees as mops

# 创建3层结构模型
NumofStories = 3
bld = mcn.MDOF_CN(NumofStories, 1000, 'S2', City='石家庄',longitude=114.52,latitude=38.05)
bld.OutputStructuralParameters('structural parameters')

# 执行动力分析
fe = mops.MDOFOpenSees(NumofStories, [bld.mass]*bld.N, [bld.K0]*bld.N, bld.DampingRatio,
    bld.HystereticCurveType, bld.Vyi, bld.betai, bld.etai, bld.DeltaCi, bld.tao)
fe.DynamicAnalysis('H-E12140', 3.0, True)

# 绘制层间位移时程
fe.PlotForceDriftHistory(1)

示例2：增量动力分析(IDA)

from MDOFModel import IDA
from MDOFModel import MDOF_LU as mlu
from MDOFModel import MDOFOpenSees as mops
import numpy as np

# 创建结构模型
NumofStories = 3
bld = mlu.MDOF_LU(NumofStories, 3600, 'S2')
bld.set_DesignLevel('pre-code')

# 设置OpenSees模型
fe = mops.MDOFOpenSees(NumofStories, [bld.mass]*bld.N, [bld.K0]*bld.N, bld.DampingRatio,
    bld.HystereticCurveType, bld.Vyi, bld.betai, bld.etai, bld.DeltaCi, bld.tao)

# 执行IDA分析
IM_list = np.linspace(0.1, 2.0, 10).tolist()
IDA_obj = IDA.IDA(fe)
IDA_result = IDA_obj.Analyze(IM_list, EQRecordFile_list, bld.T1)

# 保存和绘制结果
IDA_result.to_csv('IDA_results.csv')
IDA.IDA.plot_IDA_results(IDA_result, Stat=True, FigName='IDA.jpg')

主要模块说明

• MDOF_CN：基于中国规范的多自由度模型生成
• MDOF_LU：通用多自由度模型生成
• MDOFOpenSees：OpenSees接口，用于建模和分析
• IDA：增量动力分析
• BldLossAssessment：建筑损失评估
• Tool_IDA：IDA分析辅助工具
• Tool_LossAssess：损失评估辅助工具
• ReadRecord：地震记录读取工具