第一章 基本概念 1
1.1 工程结构发展趋势 1
1.1.1 高层与超高层建筑结构的发展趋势 1
1.1.2 大跨度桥梁结构的发展趋势 2
1.1.3 结构理论的发展趋势 2
1.2 规范的重要性与局限性 3
1.3 结构设计方法发展趋势 3
1.3.1 发展过程 3
1.3.2 结构构件可靠度设计法 4
1.3.3 结构体系可靠度设计法 5
1.3.4 今后的发展 5
1.4 结构抗震性能设计理论 5
1.4.1 结构抗震性能水准 6
1.4.2 结构抗震性能目标 7
1.4.3 结构抗震性能概念设计 7
1.4.4 结构抗震性能计算设计 7
1.4.5 结构抗震性能评估 7
1.4.6 结构抗震性能控制 9
1.4.7 结构抗震性能的社会经济评估 9
1.4.8 结构抗震性能设计总框图 9
1.5 发展结构分析的精细化分析方法 10
1.5.1 结构分析的精细化分析方法 10
1.5.2 先整体后局部分析方法 12
1.6 超限了怎么办 14
1.6.1 一般方法 14
1.6.2 实用方法 14
1.6.3 带转换层高层建筑结构分析的新方法 17
参考文献 23
第二章 大型复杂结构分析的QR法 25
2.1 计算原理 25
2.2 高层框架结构分析的QR法 28
2.3 剪力墙结构分析的QR法 31
2.4 高层框-剪结构分析的QR法 32
2.5 高层筒体结构分析的QR法 33
2.6 高层建筑复杂结构体系分析的QR法 36
2.6.1 平面形状复杂的高层建筑结构体系 36
2.6.2 竖向体型复杂的高层建筑结构体系 41
2.6.3 错层建筑结构体系 42
2.6.4 连体结构体系 43
2.6.5 多塔楼结构体系 46
2.6.6 高层建筑复杂结构体系分析的QR法 49
2.7 程序编制 50
2.7.1 QR法的程序流程图 50
2.7.2 程序主要数据结构说明 51
2.8 计算例题 51
2.9 附录 58
2.9.1 B样条函数构造方法 58
2.9.2 B样条函数性质 60
2.9.3 B样条函数的数值方法 60
2.9.4 样条基函数 61
2.9.5 样条函数值 64
2.9.6 样条离散化 65
2.9.7 梁单元 67
2.9.8 非节点荷载作用下的梁单元 71
2.9.9 平板壳单元 72
2.9.10 QR变换的简化方法 73
参考文献 76
第三章 结构弹塑性分析的QR法 78
3.1 弹塑性本构关系 78
3.1.1 屈服准则 78
3.1.2 强化（软化）准则 80
3.1.3 流动法则 84
3.1.4 增量理论 87
3.1.5 Mises等向强化弹塑性矩阵 89
3.1.6 广义等向强化弹塑性矩阵 93
3.2 弹粘塑性本构关系 96
3.2.1 弹粘塑性模型 96
3.2.2 本构关系 98
3.3 材料非线性应变理论 101
3.3.1 单向应力状态 101
3.3.2 复杂应力状态 103
3.3.3 统一的本构理论 106
3.4 建立结构材料非线性分析的新模型 107
3.4.1 平面框架弹塑性分析的QR法 107
3.4.2 空间框架弹塑性分析的QR法 110
3.5 结构材料非线性分析的算法 112
3.5.1 增量初应力迭代法 112
3.5.2 增量变刚度迭代法 113
3.6 弹塑性梁单元 114
3.7 两个特例详细解析 118
3.7.1 拉杆弹塑性分析的样条有限点法 118
3.7.2 梁的弹塑性分析的样条有限点法 126
3.7.3 塑性矩阵 134
3.8 程序实现 135
3.9 计算例题 137
参考文献 142
第四章 钢筋混凝土结构分析的QR法 143
4.1 混凝土破坏准则 143
4.1.1 单轴受力状态的破坏准则 143
4.1.2 双轴受力状态的破坏准则 144
4.1.3 混凝土受压状态的破坏准则 145
4.2 混凝土本构关系 147
4.2.1 混凝土单轴应力-应变关系 147
4.2.2 应力增量-应变增量关系 150
4.2.3 等效单轴应力-应变关系 151
4.2.4 弹塑性理论 152
4.2.5 弹粘塑性理论 155
4.2.6 弹塑性应变理论 157
4.3 钢筋本构关系 159
4.3.1 分布模式 159
4.3.2 离散模式 160
4.4 钢筋与混凝土的粘结关系 160
4.4.1 τ-s关系 161
4.4.2 粘结性的模拟方法 161
4.5 混凝土裂缝模拟及处理 164
4.5.1 混凝土宏观裂缝产生的原理 164
4.5.2 混凝土裂缝模拟 165
4.5.3 混凝土开裂后的处理方法 166
4.5.4 混凝土开裂后抗拉效应 168
4.5.5 单元受压破坏后的处理 170
4.5.6 钢筋单元屈服后的处理 170
4.5.7 联结单元破坏后的处理 172
4.5.8 释放力的分配原则 172
4.6 预应力损失及预应力效应 173
4.6.1 预应力钢束预应力损失 173
4.6.2 预应力效应 176
4.7 钢筋混凝土结构非线性分析的新方法 178
4.8 非线性方程组解法 181
4.8.1 增量迭代法 181
4.8.2 过渡子域或过渡单元 183
4.8.3 算法 183
4.9 计算例题 183
参考文献 188
第五章 大型复杂结构双重非线性分析的QR法 190
5.1 结构几何非线性分析的QR法 190
5.1.1 结构几何非线性理论 190
5.1.2 建立结构几何非线性分析的新模型 195
5.1.3 结构几何非线性分析的算法 202
5.2 结构双重非线性分析的QR法 205
5.2.1 基本理论 205
5.2.2 初应力理论与几何非线性结合的格式 207
5.2.3 变刚度理论与几何非线性结合的格式 209
5.2.4 大型复杂结构双重非线性分析的QR法 213
5.3 结构极限承载能力分析的QR法 218
5.4 计算例题 219
5.5 附录 221
5.5.1 几何非线性单元切线刚度矩阵 221
5.5.2 建立几何非线性单元切线刚度矩阵的一般方法 223
5.5.3 大变形几何非线性问题 224
5.5.4 两种增量格式比较 229
5.5.5 结构双重非线性问题 229
5.5.6 大变形弹塑性问题 230
参考文献 231
第六章 大型复杂结构非线性稳定性分析的QR法 232
6.1 基本概念 232
6.1.1 结构失稳特性 232
6.1.2 判断结构稳定性的能量准则 233
6.1.3 结构动力稳定性 234
6.2 结构非线性静力稳定性问题 234
6.2.1 建模 236
6.2.2 算法 236
6.2.3 迭代收敛准则 241
6.3 结构非线性平衡路径跟踪算法 243
6.3.1 切线刚度法 243
6.3.2 特征刚度法 245
6.3.3 位移收敛控制增量迭代法 247
6.4 结构非线性静力稳定性简化算法 248
6.4.1 基本原理 249
6.4.2 计算步骤 250
6.4.3 算例 250
6.5 结构非线性动力稳定性问题 251
6.5.1 建模 251
6.5.2 算法 252
6.5.3 计算步骤 254
6.5.4 求解结构动力失稳临界荷载的方法 255
6.5.5 几点注意 256
6.6 计算例题 256
参考文献 261
第七章 大型复杂结构非线性动力分析的QR法 263
7.1 动力本构关系 263
7.2 建立结构非线性动力分析的新模型 263
7.2.1 结构几何非线性动力问题 264
7.2.2 结构双重非线性动力问题 267
7.2.3 结构材料非线性动力问题 268
7.3 结构非线性动力分析的新算法 269
7.3.1 非线性动力方程 269
7.3.2 求解非线性增量动力方程的新算法 270
7.3.3 求解非线性动力方程的几种新算法 273
7.3.4 无条件稳定算法 276
7.4 计算例题 276
参考文献 280
第八章 大型复杂结构极限承载能力分析的QR法 282
8.1 基本概念 282
8.1.1 基本理论 282
8.1.2 塑性极限理论 282
8.1.3 塑性铰模型 284
8.2 塑性铰模型-QR法 285
8.2.1 一阶塑性铰模型-QR法 285
8.2.2 二阶塑性铰模型-QR法 286
8.3 精化塑性铰模型-QR法 294
8.3.1 几何非线性梁柱单元 294
8.3.2 精化塑性铰模型 296
8.3.3 残余应力的影响 297
8.3.4 考虑截面逐渐屈服的影响 298
8.3.5 带塑性铰的梁柱单元 299
8.3.6 精化塑性铰模型-QR法 301
8.4 弹性调整-QR法 301
8.4.1 一阶弹性调整-QR法 301
8.4.2 二阶弹性调整-QR法 305
8.5 半刚性钢框架非线性分析的QR法 306
8.5.1 半刚性钢框架几何非线性分析的QR法 307
8.5.2 半刚性钢框架二阶弹塑性分析的QR法 310
8.6 计算例题 310
参考文献 317
第九章 大型复杂结构体系可靠度分析的QR法 319
9.1 基本概念 319
9.2 主要失效机构-QR法 320
9.3 最易失效机构-QR法 321
9.4 塑性极限荷载-QR法 322
9.5 弹性调整-QR法 323
9.6 程序设计框图 324
9.7 计算例题 325
9.8 附录 328
9.8.1 结构体系功能函数的相关性 328
9.8.2 已知塑性极限荷载求结构体系可靠度 330
9.8.3 已知最易失效机构求结构体系可靠度 330
9.8.4 复杂结构体系可靠度分析的Monte-Carlo-QR法 331
9.8.5 随机变量抽样 332
9.8.6 可靠指标与安全系数的关系 335
9.8.7 可靠指标与分项系数的关系 336
参考文献 340
第十章 大型复杂结构抗震可靠度分析的QR法 341
10.1 基本概念 341
10.1.1 抗震的基本对策 341
10.1.2 地震对结构的影响 341
10.1.3 大型复杂结构的地震破坏形式 342
10.1.4 地震作用理论 343
10.1.5 抗震设计 344
10.1.6 复杂结构的抗震设计方法 344
10.1.7 结构地震反应分析法 345
10.2 恢复力模型 346
10.3 结构非线性地震反应分析的新方法 347
10.3.1 建模 347
10.3.2 算法 348
10.4 结构不确定性地震反应分析的新方法 352
10.4.1 结构随机非线性地震反应分析的新方法 352
10.4.2 结构随机模糊非线性地震反应分析的新方法 352
10.5 结构动力极限承载能力分析的QR法 353
10.6 结构不确定性动力可靠度分析的新方法 355
10.7 结构不确定性抗震可靠度分析的新方法 359
10.7.1 结构失效准则 359
10.7.2 结构抗震可靠度分析的新方法 361
10.7.3 结构抗震的条件可靠度公式 362
10.7.4 结构体系抗震可靠度计算步骤 364
10.7.5 动力塑性极限荷载-QR法 364
10.7.6 静力塑性极限荷载-QR法 365
10.8 计算例题 366
10.9 附录 368
10.9.1 确定恢复力向量 368
10.9.2 材料本构关系 369
10.9.3 多自由度结构体系的时变动力可靠度 370
10.9.4 结构抗震性能分析的Pushover法 371
10.9.5 结构抗震性能分析的Pushover-QR法 373
参考文献 375
第十一章 大型复杂结构抗风可靠度分析的QR法 377
11.1 基本概念 377
11.1.1 风荷载 377
11.1.2 抗风设计要求 378
11.1.3 风振控制 379
11.1.4 结构抗风分析的理论基础 379
11.2 结构风振反应分析的新方法 379
11.2.1 结构体系 379
11.2.2 建模 379
11.2.3 算法 381
11.3 结构不确定性风振反应分析的新方法 381
11.3.1 结构随机非线性风振反应分析的新方法 381
11.3.2 结构不确定性非线性风振反应分析的新方法 382
11.4 结构不确定性抗风可靠度分析的新方法 383
11.4.1 基本概念 383
11.4.2 结构抗风时变可靠度的计算方法 385
11.4.3 结构抗风时变可靠度分析的新方法 386
11.5 高耸结构抗风可靠度计算方法 386
11.6 结构空气动力失稳 388
11.7 计算例题 388
参考文献 388
第十二章 高层建筑结构-基础-地基耦合体系分析的新方法 390
12.1 基本概念 390
12.2 结构-基础-地基耦合体系分析的新方法 394
12.2.1 计算简图 394
12.2.2 建立上部结构的刚度方程 394
12.2.3 建立基础的刚度方程 396
12.2.4 建立地基的刚度方程 396
12.2.5 建立耦合体系的刚度方程 400
12.2.6 上部结构-基础-地基耦合体系分析的QR法 400
12.3 相邻结构相互作用分析的新方法 401
12.3.1 建立样条地基子域 401
12.3.2 建立结构样条子域 404
12.3.3 建立整个结构耦合体系控制方程 404
12.3.4 相邻结构相互作用 404
12.3.5 相邻结构相互作用分析的QR法 405
12.4 地下工程分析的样条无限元-QR法 405
12.4.1 利用QR法建立地下结构控制方程 405
12.4.2 利用样条无限元法建立远场岩土介质控制方程 406
12.4.3 建立耦合体系控制方程 407
12.4.4 分析地下结构 407
12.4.5 地下工程分析的QR法 407
12.5 计算例题 407
参考文献 410