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弱弱问:几何非线性和P-Delta分析的区别和联系
  本主题由 okok 于 2015-3-12 10:39 加入精华 
miaoliuhua






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帖子 1687
2007-12-28 23:33    顶部


鄙人弱弱地问各位大侠:几何非线性和P-Delta分析的区别和联系,以前在相关帖子中提问过,但是没有人正面回答过。

1,从理论上。
2,单纯从有限元分析的角度。

谢谢!
miaoliuhua 修改于2007-12-29 00:20
懒虫






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帖子 518
2007-12-29 08:32    顶部
1.18.2   二次效应分析
        STAAD/CHINA可对结构进行二阶效应分析。这包括两种常用的方法:一种较简单的是P-△分析,另一种较精确的是非线性分析。下面对这两种方法分别加以介绍。
1.18.2.1   P-△分析
承受横向荷载的构件会因为其轴向作用点的变化而产生二阶效应。这种二阶效应,通常称作P-△影响。它在结构分析过程中非常重要。STAAD/CHINA中采用一个独特的过程将P-△影响引入分析中。这个过程包括以下步骤:
1)  首先计算外部荷载作用下结构的基本变形。
2)  基本变形与初始荷载结合起来产生二次附加荷载,然后修正荷载向量使其包括二阶效应的影响。
注意:为了正确的反应P-△的影响,横向荷载必须与轴向荷载都同时作用于构件上。REPEAT LOAD〖荷载重复〗命令(见5.32.11节)可用来达到这一目的。这一命令允许用户将以前定义过的基本荷载工况与当前的基本荷载组合,从而形成新的基本荷载工况。
3)  利用修正后的荷载向量重新进行刚度分析,计算出新的结构变形。
4)  根据新的变形,计算单元或构件的内力及支座反应。
值得一提的是这个过程对处理所有的小位移问题都可得到非常精确的结果。STAAD/CHINA允许用户在必要的情况下通过指定迭代次数,反复使用 P-△过程。使用者可以根据需要指定迭代次数。在连接坐标“ Joint Coordinates” 命令前使用设定位移 f“ SET DISP  f”命令可以设置迭代分析过程中每一步的收敛差值。如果在两次迭代分析过程中位移的变化小于“f”,那么分析过程就收敛了。
一些基于弯矩放大法的设计规范例如ACI318, LRFD, IS456-1978等都推荐采用由P-Delta分析求得的更合理的内力进行设计。
只有框架构件能计算出P-Delta效应。有限板元和块元是不能分析出该效应的。P-Delta分析和非线形分析仅适用于轴向荷载从一层向另一层传递的结构。
1.18.2.2   非线性分析
STAAD/CHINA还可进行基于几何非线性的非线性分析。非线性分析算法中包括几何刚度修正和二次附加荷载向量的修正。
非线性分析方法一般用于几何大变形的问题。由于结构大位移导致荷载作用点产生很大的移动,因此二次附加荷载的影响就显得非常重要。另外,由于空间几何位置的变化,还必须考虑几何刚度的修正。由于几何刚度的修正是基于在外荷载作用下结构的变形,而对于不同的荷载工况其几何刚度是不同的。因此,几何非线性分析将依赖于所选择的荷载工况。STAAD/CHINA非线性算法的步骤如下:
1)  首先计算外荷载作用下的基本结构位移。
2)  根据位移对构件或单元刚度矩阵中的刚度系数作出修正,然后将修正后的构件和单元刚度矩阵集成新的整体刚度矩阵。
3)  根据由位移引起的二阶效应,修正荷载向量。
4)  求解新的结构平衡方程,得到新的位移向量。
5)  根据新的位移重新计算构件或单元的内力和支座反力。
6)  STAAD/CHINA非线性分析模块允许用户多次重复上述步骤,重复的次数由用户视需要而定。但是增大重复次数将消耗更多的计算机资源和运行时间。
在进行结构非线性分析时,需注意如下的问题:
1)       由于非线性分析过程依赖于外荷载,用户须正确使用SET UNL和CHANGE命令。必须用SET UNL命令来给定总的基本荷载工况数目。如果将刚度矩阵恢复到非线性分析以前的状态,则可用CHANGE命令来实现。
2)    由于几何刚度的修正取决于位移,因此在非线性分析中必须包括所有可能产生大位移的荷载工况中。
3)    为设置迭代计算中结构最大位移限值,用户可在Joint Coordinates〖节点坐标〗命令前使用“SET DISP  f”命令。假如在任一迭代计算中任一位移超出“f”,那么求解过程将退出并中止。“f”的省缺值为结构的长、宽或高的最大值的1/120。

区别是,P-Delta只修正荷载,几何非线性修正刚度矩阵



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miaoliuhua






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帖子 1687
2008-1-4 22:22    顶部
谢谢懒先生!

我也整理了一些资料,着两天比较忙,稍后发上来大家讨论。



http://www.miaoliuhua.com
miaoliuhua






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帖子 1687
2008-3-11 18:27    顶部
请各位大侠去下面的地方继续讨论:

http://okok.org/forum/viewthread ... =page%3D2#pid804535

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另:懒虫兄,可否PM我您的电话,以便我致电请教?谢谢!
miaoliuhua 修改于2008-03-11 18:29
bj-jd






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帖子 171
2008-3-12 12:13    顶部
前者二阶效应,后者含义更广
懒虫






积分 1116
帖子 518
2008-3-14 09:02    顶部
本人以偏概全了,求解方法不同程序各有不同。



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6528647






积分 4
帖子 4
2014-5-21 16:53    顶部
顶起,正在研究这个问题。挺复杂。
marcowoo






积分 593
帖子 331
2016-5-5 18:48    顶部
加上预应力更复杂了.....





利用了几何非线性的刚化效应

marcowoo 修改于2016-05-08 10:49
 


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