5.2.1  概要
区分 版本 / Revision No. 改善建议者 改善内容 内容列表
产品功能 Ver.112 R3 / No.2009-03
手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02

 
技术原理

结构大师中的非线性梁柱单元是具有非线性铰特性的梁柱单元。

梁单元公式使用了柔度法(flexibility method),在荷载作用下的变形和位移使用了小变形和平截面假定理论(欧拉贝努利梁理论,Euler Bernoulli Beam Theory),并假设扭矩和轴力、弯矩成分互相独立无关联。

非线性梁柱单元可以考虑P-Delta效应,在分析的每个步骤都会考虑内力对几何刚度的影响重新更新几何刚度矩阵,并将几何刚度矩阵加到结构刚度矩阵中。

结构的非线性分析要计算构件屈服后的变形,如果使用基于刚度法的单元非线性分析时的变形形状会与形函数产生差异。基于柔度法的单元不仅对单元形状而且对单元内力也使用形函数,所以使用柔度法的单元构件的内力变化会与实际相吻合。柔度法中内力使用线性形函数,刚度的变化为抛物线形状,这与为获得线性变化的曲率使用三次方程形函数的刚度法相比,柔度法可以使用较少的单元获得较为精确的结果,并且可提高计算效率。

 

非线性梁柱单元的荷载和位移向量如下:

 

                                            (5.2.1-1)

 

                                                                             (5.2.1-2)

 

    

 

图5.2.1  梁柱单元的节点力和节点位移

 

根据定义弯矩非线性特性关系的方法,非线性梁柱单元可分为弯矩-旋转角单元和弯矩-曲率单元。一般来说将弯矩-旋转角单元又被称为集中铰模型(Lumped Type Hinge Model),弯曲-曲率单元又被称为分布铰模型(Distributed Hinge Model)。