劃重點：通過本文，可以了解STKO友好的GUI界面，通過和三維CAD一致的操作，可以快速實現Opensees幾何模型的搭建。通過STKO研發的hingebeam element 快速實現框架某個方向旋轉鉸接處理，按照和abaqus一樣的操作指定好材料，截面，單元屬性，賦予給幾何模型形成數值模型，無需修改和處理任何tcl 代碼，提交計算，直接進入友好的后處理模塊，檢查變形，應力云圖，動畫，提取各種力位移曲線，也可查看單元積分點處纖維的應力和應變。如果你想進一步了解建模細節，可見（http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c174829 ）。

（本文由心塵軒博士執筆，就讀于香港理工大學，如果各位對STKO 有興趣，可加入群752746704，相互交流學習）

1. 前言：

作者曾執筆《無需TCL編程能力，STKO帶你輕松玩轉OpenSEES》和《從編程角度闡述有限元最佳入門方法：以Abaqus 和OpenSees 為例》如果有興趣可以點擊下面連接查看

(http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1848287 )（http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1849254 ），

作者在上述文章中詳細論述了OpenSees混合編程（Tcl+CPP）的本質，以及對于CAE 使用者友好的GUI界面的重要性，今天的推文將以一個具體的案例闡述下STKO能夠在幫助OS用戶在建模，分析設置以及后處理分析各個階段的便利性。

2. 正文：案例信息

圖1案例信息

案例信息如上圖所示，空間三維自復位撐鋼框架，在X方向為三跨，在Y方向為一跨，框架受力為X方向，結構有4層，層高為3m,跨度也是3m,在X方向邊緣兩跨布置具有旗幟型滯回規則的斜撐，主框架梁柱節點為鉸接。連接兩榀框架的Y方向梁柱節點為剛接。為簡化處理，結構在頂點剛性樓板合力點試件循環水平位移，忽略了重力影響。

如果通過編寫Tcl命令流，我們很容易在三維纖維截面的劃分，梁柱單元的geomtransf的方向，甚至單元編號，當這些因無意識犯的錯誤，因為沒有可視化，通過逐行校核代碼是很困難了，而STKO則輕松的解決了上述問題，通過可視化很容易幫助我們看單元有沒有賦予錯，單元的geomtranf有沒放放置錯，通過和abaqus 建模一致的方式迅速搭建模型，如下圖所示，這個過程可以規避掉很多因不細心導致模型不能算的局限。

圖2 建模過程

上述建模過程和結果輸出中幾處要點：

• 梁柱鉸接的實現形式：

寫過tcl 的命令流使用者很清楚，在實現鉸接時，我們可以使用零長度單元（zero length element）并結合equalDOF 的命令，實際上equalDOF這個命令和abaqus couple有點像,當然實際上我們也可以單獨使用零長度單元單獨實現，在STKO中，研發人員開發了hingebeam element, 其本質上就是有三個單元拼裝而成，中間主單元，兩邊為零長度單元，通過對零長度單元賦予不同的材性，實現不同平動和旋轉的彈簧，自然也可以實現僅在ry 方向實現鉸接，其他方向保持剛接，如下圖所示為hingebeam 單元對應截面屬性的賦予。

圖3 hingebeam property

• 自復位支撐：

這里的自復位支撐可以通過很多方式去模擬，在這個模型中通過twonodeLink material 去實現，在STKO中如果使用twonodeLink 單元，需要首先創建點對點的相互作用，之后將自復位材料賦予給twonodeLink material, 最后在賦予給起初創建的點對點的相互作用，即可以實現自復位撐的設置。

圖4 TwonodeLink material 設置

• 結果輸出是STKO 的一大亮點，強大的輸出庫，和abaqus輸出設置一致，只需要勾選想要的結構即可。

圖5 輸出設置

最終，建好模型提交計算后，即可查看計算結果，可以通過友好的GUI查看我們所需要的結果，比如，變形云圖，應力應變云圖，滯回曲線，軸力云圖，彎矩云圖，并提取數據。如下圖所示，這就大大方便我們在論文中插入我們想要的云圖來佐證我們想要表達的觀點。

圖6 STKO-based OS 的后處理

結語：

由上可見，基于STKO的Opensees的使用潛力將被很大程度挖掘，我們將可以輕易使用它的強大的材料庫，單元庫，算法，以及高效的求解過程，所以，作者也希冀助力STKO 搭載Opensees 能夠擴大opensees 在中國的影響的進程。