钢结构非线性分析与动力稳定性研究PDF电子书下载

第1章 钢结构分析与设计 1

1.1钢结构分析与设计方法 1

1.2结构静力非线性稳定分析 3

1.2.1非静荷载的求解方法 3

1.2.2非线性问题的求解方法 4

1.3结构动力非线性稳定分析 5

第2章 基于薄壁结构理论的三维空间钢构件单元刚度矩阵 7

2.1非线性切线刚度矩阵的必要性 7

2.2修正Lagrangian构形的增量虚位移原理 8

2.3几何关系 9

2.4将截面任意点位移由形心位移表示的修正Lagrangian构形的虚位移原理 10

2.5由弯曲微分方程和扭转微分方程推导的形状函数 11

2.6单元刚度矩阵的推导 16

2.7结论与比较 25

第3章 非线性方程的求解与钢结构稳定分析 26

3.1增量-迭代法（incremental-iterative）的计算步骤 26

3.2单元几何尺寸的修改与单元刚度矩阵的组装 26

3.2.1单元初始刚度矩阵的转换 26

3.2.2单元几何尺寸的修改与任意时刻单元刚度转换矩阵 28

3.2.3任意时刻单元内力的计算 30

3.2.3.1弯矩的转动特性 31

3.2.3.2外部刚度矩阵的推导 33

3.3增量-迭代法求解非线性方程组 36

3.3.1牛顿-拉斐逊法（Newton-Raphson） 37

3.3.2位移控制法 37

3.3.3弧长控制法 37

3.3.4做功控制法 38

3.4广义位移（General displacement）控制增量-迭代法 39

3.5广义位移控制增量-迭代法的求解过程 40

3.6增量-迭代法解非线性方程极值点的处理技术 41

3.7软件设计中的几个问题 41

3.8振动模态和屈曲模态的求解 43

3.9几何缺陷分布 44

3.10程序框图和主菜单 44

3.11算例分析 46

第4章 考虑各向同性损伤塑性区分布模型的弹塑性分析 48

4.1考虑各向同性损伤的结构弹塑性分析 48

4.2弹塑性本构模型的建立 49

4.2.1弹性本构关系与相关流动法则 49

4.2.2混合强化模型 50

4.2.3 Zeigler混合强化模型的弹塑性本构关系 51

4.3 Ramberg-Osgood单轴应力-应变模型 53

4.4单元应变和应力矩阵的推导 54

4.5考虑材料非线性的空间三维薄壁构件单元弹塑性刚度矩阵的推导 56

4.6各向同性损伤的发展演化方程 58

4.7考虑各向同性损伤的空间三维薄壁构件单元弹塑性刚度矩阵的推导 61

4.8弹塑性和损伤状态的决定及其弹塑性部分应力的积分 62

4.8.1弹塑性和损伤状态的决定 63

4.8.2弹塑性部分应力的积分 64

4.9主菜单及编程框图 65

4.10算例分析 67

4.11结论 69

第5章 考虑局部失稳、节点区变形和半刚性连接的三维空间钢结构非线性分析 70

5.1节点区的非线性 70

5.2半刚性节点模型 70

5.3板壳单元分析模型 75

5.3.1 16节点相对自由度壳元分析 76

5.3.2钢结构节点区分析的子结构单元模型 82

5.4程序执行主菜单及主框图 86

5.5算例分析 88

5.5.1局部变形分析 88

5.5.2节点区变形分析 89

5.6结论 89

第6章 张索结构的动力稳定性 90

6.1张拉索结构由初始几何态确定零放样几何状态的逆迭代法 91

6.2参数共振 92

6.2.1变长度摆的参数共振 92

6.2.2周期性纵向力作用下直梁的横向振动 93

6.3动力失稳与静力失稳概述 94

6.4张索结构动力稳定性研究的相关内容 95

第7章 张索结构动力平衡微分方程的建立与动力不稳定区域的确定 98

7.1空间张索结构体系的单元分析 98

7.2动力平衡微分方程的建立 98

7.3空间结构动力不稳定区域的确定 103

7.3.1利用矩阵摄动法确定无阻尼系统的不稳定区域 104

7.3.2利用傅里叶级数展开法确定有阻尼系统的不稳定区域 109

第8章 张索结构动力稳定性分析的有限元数值积分法 115

8.1 Wilson-θ法 115

8.2 Newmark法 117

8.3质量矩阵和阻尼矩阵 118

8.4空间张索结构动力稳定性分析程序的编制 119

8.5张索桁架结构的动力稳定性分析 122

8.5.1松弛索张索桁架在周期激励下的动力失稳特性 123

8.5.2预应力张索桁架使用阶段在周期激励下的动力失稳特性 124

第9章 张索桁架结构在双向地震激励和近断层脉冲波作用下的动力稳定性分析 128

9.1张索桁架结构在远场双向地震波激励下的动力稳定性分析 128

9.1.1张索桁架在Bld波激励下的动力反应 130

9.1.2张索桁架在Eur波激励下的动力反应 132

9.1.3张索桁架在Taf波激励下的动力反应 134

9.2张索桁架结构在近断层脉冲型双向地震波激励下的动力稳定性分析 136

9.2.1张索桁架在Dzc地震波激励下的动力反应分析 138

9.2.2张索桁架在Lcn地震波激励下的动力反应分析 141

9.2.3张索桁架在Tcu075地震波激励下的动力反应分析 144

9.3本章总结 146

第10章 张索桁架结构振动控制与设计方法的研究 147

10.1粘弹性阻尼器的工作原理 148

10.2粘弹性阻尼器的有限元计算模型 150

10.3粘弹性阻尼器的优化设计方法 153

10.4施加粘弹性阻尼器后振动控制分析程序的编制 154

10.5算例 155

10.6结构主动控制对张索析架在近断层脉冲波作用下的控制效果分析 157

10.6.1主动变刚度控制系统 157

10.6.2主动变阻尼控制系统 158

10.7模拟主动变刚度和主动变阻尼控制动力分析程序的编制 160

10.8算例 160

10.9本章总结 161

参考文献 162