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第1章　概论1

1.1　钢结构的特点与应用1

1.1.1　钢结构的特点1

1.1.2　钢结构的应用3

1.2　现行钢结构设计方法的缺陷和研究现状13

1.2.1　钢结构设计方法的演进14

1.2.2　现行建筑钢结构设计方法的缺陷15

1.2.3　建筑钢结构分析设计方法的研究现状17

1.3　结构高等分析的特点及现状18

1.3.1　结构高等分析的概念与特点18

1.3.2　结构高等分析的分类与特征19

1.3.3　结构高等分析的研究现状21

1.4　结构二阶分析的概念与方法22

1.4.1　结构分析方法的分类22

1.4.2　结构二阶分析的概念22

1.4.3　结构不需进行二阶分析的条件24

1.4.4　结构二阶分析的方法24

1.5　结论28

参考文献29

第2章　三维梁柱单元二阶弹性刚度方程33

2.1　概述33

2.2　基本假定34

2.3　三维连续体有限变形理论的基本描述35

2.3.1　物体变形和运动的描述35

2.3.2　应变张量37

2.3.3　应力张量39

2.4　三维梁柱单元的虚功增量方程41

2.5　考虑轴力和剪切变形影响的梁柱单元位移函数47

2.5.1　梁柱单元的横向位移函数47

2.5.2　梁柱单元的转角位移函数51

2.6　位移插值函数52

2.7　三维梁柱单元的几何非线性刚度方程56

2.8　结论58

参考文献58

第3章　三维梁柱单元二阶非弹性刚度方程60

3.1　概述60

3.2　基本假定61

3.3　三维梁柱单元的简化塑性区模型62

3.4　三维单元的屈服函数63

3.5　三维梁柱单元的截面弹塑性影响因子65

3.6　三维梁柱单元的轴向弹塑性影响因子67

3.7　三维梁柱单元的二阶非弹性增量刚度方程69

3.8　三维梁柱单元的坐标变换75

3.9　结论79

参考文献79

第4章　三维支撑单元的二阶弹性及弹塑性刚度方程81

4.1　概述81

4.2　支撑杆件的计算模型81

4.3　三维支撑单元的二阶弹性刚度方程82

4.3.1　支撑单元弹性分析的基本假定82

4.3.2　三维支撑单元的弹性刚度方程的建立82

4.4　三维支撑单元的二阶弹塑性刚度方程84

4.4.1　支撑单元弹塑性分析的基本假定84

4.4.2　三维支撑单元的弹塑性刚度方程的建立85

4.5　结论85

参考文献86

第5章　三维结构非线性平衡方程的建立与求解87

5.1　概述87

5.2　结构非线性平衡方程的建立87

5.3　结构非线性方程的求解方法与迭代策略88

5.4　迭代收敛准则91

5.5　极值（临界）点的判别准则92

5.6　极限荷载的确定方法94

5.7　结构分析的破坏准则95

5.8　典型算例及分析比较96

5.9　结论102

参考文献102

第6章　半刚性连接的三维结构高等分析104

6.1　概述104

6.2　半刚性连接非线性性能的研究方法104

6.3　钢框架梁柱连接的性能与特点107

6.4　半刚性连接的弯矩-转角特性曲线模型113

6.4.1　线性模型113

6.4.2　多项式模型115

6.4.3　B样条模型116

6.4.4　幂函数模型117

6.4.5　指数函数模型151

6.4.6　有限元法的模拟模型152

6.5　半刚性连接的恢复力模型154

6.6　半刚性连接结构的结构分析方法158

6.7　半刚性连接的三维结构刚度方程160

6.7.1　半刚性连接的三维单元刚度矩阵160

6.7.2　半刚性连接的三维结构刚度方程的建立164

6.8　半刚性连接结构的结构分析165

6.9　结论168

参考文献168

第7章　考虑节点域变形效应的三维结构高等分析173

7.1　概述173

7.2　节点域分析模型175

7.2.1　Krawinkler模型175

7.2.2　Nakao模型177

7.2.3　Kato-Chen-Nakao模型179

7.2.4　Lui-Chen模型180

7.3　考虑节点域变形效应的三维结构二阶分析182

7.3.1　结构分析的单元划分182

7.3.2　基本假定183

7.3.3　节点单元的刚度方程183

7.3.4　三维梁单元的刚度方程189

7.3.5　三维柱单元的刚度方程192

7.3.6　三维支撑单元的刚度方程195

7.3.7　考虑节点域变形效应的三维结构刚度方程的建立198

7.4　考虑节点域变形效应的结构对比分析199

7.5　结论203

参考文献203

第8章　结构的二阶实用分析205

8.1　概述205

8.2　巨型平面钢框架结构的二阶实用分析205

8.2.1　巨型平面钢框架结构二阶等效模型的建立205

8.2.2　基本假定206

8.2.3　巨型构件的等效刚度207

8.2.4　结构二阶分析刚度方程的建立与求解210

8.2.5　例证分析212

8.3　巨型空间钢框架结构的二阶实用分析213

8.3.1　巨型空间钢框架结构三维等效模型的建立213

8.3.2　基本假定215

8.3.3　巨型构件的等效刚度215

8.3.4　等效节点域的等效刚度220

8.3.5　结构二阶分析刚度方程的建立与求解221

8.3.6　算例分析222

8.4　钢框架-支撑结构体系二阶实用分析的有限元方法227

8.4.1　等效模型的建立227

8.4.2　等效刚度的确定228

8.4.3　结构刚度方程及其求解233

8.4.4　等效模型的验证234

8.5　双重抗侧力结构体系二阶实用分析的解析方法235

8.5.1　分析模型的建立236

8.5.2　等效刚度的确定237

8.5.3　基本微分方程的建立238

8.5.4　结构的位移分析238

8.5.5　结构的内力分析242

8.5.6　算例分析244

8.6　结论245

参考文献246

附录一 空间钢框架结构二阶弹性分析的三维梁柱单元切线刚度矩阵［knet］的上三角部分非零元素显式表达248

附录二 空间钢框架结构二阶弹性分析的第i增量步开始时的已平衡节点力向量｛1f｝的各元素显式表达254

附录三　双重抗侧力结构体系二阶实用分析的解析方法中各水平受荷状态的内力与位移计算系数K1、K2、K3、K4255