基于擬力法的結(jié)構(gòu)負剛度非線性分析.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和建筑技術(shù)的進步，對建筑功能的要求越來越高，尤其是大跨度結(jié)構(gòu)與超高層結(jié)構(gòu)越來越多的使用，對建筑結(jié)構(gòu)在地震作用、爆炸、沖擊等荷載下的結(jié)構(gòu)非線性分析與設(shè)計提出了更高的要求。在非線性分析時，結(jié)構(gòu)通常會進入塑性狀態(tài)，并發(fā)生累積損傷破壞，此時結(jié)構(gòu)在強度和剛度上均有所降低，在力與變形關(guān)系上表現(xiàn)為出現(xiàn)負剛度段（或下降度）。負剛度段作為結(jié)構(gòu)極限強度后的軟化階段，對于強震后結(jié)構(gòu)后續(xù)的承載能力及抗倒塌能力有著極其重要的影響，成為追蹤結(jié)構(gòu)在環(huán)境

2、荷載作用下累積損傷及其破壞過程的關(guān)鍵過程，也往往用于檢驗數(shù)值算法的計算性能?，F(xiàn)階段，在對建筑結(jié)構(gòu)進行抗震分析時以非線性分析為主。但是，隨著復雜結(jié)構(gòu)及超限高層結(jié)構(gòu)越來越多的出現(xiàn)，對現(xiàn)有的計算方法提出了很高的要求，尤其是計算機硬件設(shè)備與有限元軟件計算性能的要求。其主要原因在于:傳統(tǒng)的有限元分析方法中，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)非線性分析過程的結(jié)構(gòu)整體切線剛度矩陣在其迭代與求解過程中，矩陣規(guī)模變得異常巨大與復雜，尤其是結(jié)構(gòu)進入負剛度后，數(shù)值計算往往出現(xiàn)不穩(wěn)定與

3、不收斂現(xiàn)象。擬力法作為一種結(jié)構(gòu)非線性計算方法，能避免對結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣的迭代與求解，僅需對產(chǎn)生塑性變形的局部矩陣進行更新求解，相對于結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣，大大減小了矩陣規(guī)模，提升了計算效率。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴回顧了擬力法理論的發(fā)展歷程，介紹了擬力法的基本求解過程，在基于擬力法纖維梁靜力非線性分析方法基礎(chǔ)上，給出了基于Newmark-β積分方法的擬力法纖維梁模型動力非線性分析流程，并通過一框架算例動力非線性分析，與傳統(tǒng)有限元