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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