两种线性屈曲方法介绍

【功能概述】

两种线性屈曲方法介绍

【功能详解】 

      STAAD中提供了两种方法来计算模型的线性屈曲：迭代法和特征值法。

迭代法使用的是基本求解器，虽然迭代法虽然只能计算最低阶模态的屈曲系数，但却可以直接得出结构在屈曲载荷工况的静力分析结果，而特征值法则不会得到。

特征值法使用的高级求解器，可得到一些更高阶的屈曲系数和屈曲模态。

迭代法——

       选择此选项后，程序将执行P-Delta分析，包括由于大P-Delta效应和小P-Delta效应导致的Kg加强（构件和板的几何刚度）。如果非奇异刚度矩阵可以创建，则结构将不会发生屈曲。然后，从最后一个增量开始反复增加荷载，直到出现屈曲为止。然后，结构承受的荷载减少一半回到先前的增量。这限制了最后2个增量之间的屈曲系数。接下来，软件将继续将荷载减半，直到增量之间的变化互为0.1%，或超出指定的增量数。结果因子将在计算完成的输出报告中给出。结构的屈曲变形形状是在施加邻近屈曲载荷的静态分析中得到的变形形状。因此其更像是一个破碎的，小位移形状，而不是一个屈曲模态形状。这里建议至少执行15次迭代。屈曲将应用于所有主荷载工况。 

MAXSTEPS f1  ——所需的最大迭代次数（默认值 n=20），推荐值为15.（注意，该参数仅用于迭代法）

此命令指示程序执行分析，包括：

1）求解静力工况。

2）重置模型整体节点刚度矩阵，包括基于拉伸/压缩的构件轴向力和板平面内应力计算得到的矩阵项Kg。

3）求解位移方程。

4 ）根据要求的迭代次数，重复第2）和第3）步，直到模型收敛或超过最大迭代次数。

注意：

a）如果荷载必须在相反方向，软件将在第一次迭代是停止解决该问题，将结果输出到报告中，然后计算进行下一个工况。

b）当迭代中两个连续屈曲系数彼此相差不超过0.1%时，则计算收敛。

c）模型计算结果是基于最高成功屈曲系数得到的估算值，类似于在模型所施加的原始荷载上乘以对应的屈曲系数一样。

 输入命令如下：

PERFORM BUCKLING ANALYSIS MAXSTEP 15

特征值法——

当选择高级分析许可时候，才可以使用该屈曲方法。当使用该方法时候，将忽略迭代次数。

此时，在输出报告中，将包含其相应的屈曲模式。

注：若模型中包括主/从节点，且当主节点的反应没有包含在静态分析中时，软件则可能会得到不平衡的分析结果。这一点可以通过在从主节点间添加一个短的刚性构件来避免。

此命令指示程序执行分析，包括：

1）求解静力工况。

2）重置模型整体节点刚度矩阵，包括基于拉伸/压缩的构件轴向力和板平面内应力计算得到的矩阵项Kg

3）求解结构屈曲因子和屈曲形状的特征值问题

注意：

a）需要使用Repeat load 生成荷载组合，屈曲分析才能正确反映荷载工况组合的二阶效应。而使用软件提供的Combination组合，将不进行屈曲分析。

b）仅计算框架构件和板单元的屈曲矩阵Kg，而不考虑实体单元或弯曲构件的贡献。

c）屈曲分析主要是求解屈曲系数。且这些必须将荷载工况考虑在内，以产生相应的屈曲形状值。并在后处理中显示最后一个屈曲结果。而其他所有屈曲的屈曲系数将在输出结果中给出。

d）如果荷载必须相反，软件将计算给出负屈曲系数。

e）其屈曲结果适用于标准化屈曲形状，而不是原始施加荷载乘以已输入的屈曲系数。

f）软件默认给出4个屈曲因子，若需增加屈曲模态个数，可以在JOINT COORDINATES 命令前添加 SET BUCKLING MODE i 命令。

输入命令如下：

PERFORM BUCKLING  EIGEN

在后处理中，可以看到Mode1的屈曲位移和4个屈曲因子。