STAAD高级求解器功能简介.pdf

STAAD高级求解器功能简介 在目前的STAAD版本中，添加了一个新的功能更强大的求解器。该求解器已经被开发 使用的新功能如下。下面分别予以介绍： 1）高级求解器概述 2）线性屈曲分析（LinearBucklingAnalysis） 3）考虑几何刚度的二阶效应分析(PdeltaAnalysiswithKg) 4）考虑几何刚度的自由振动特征值分析，反应谱分析以及时程反应分析 5）稳态分析(Steady-stateAnalysis) 6）楼面反应谱分析(FloorSpectrumAnalysis) 7）推覆分析(PushoverAnalysis) 8）几何非线性分析(GeometricNonlinearAnalysis) 1）高级求解器概述： STAAD增加了全新的更快地分析引擎。此分析引擎比现在STAAD标准分析引擎更节省 时间，并且使用更少的磁盘和内存资源。 高级求解器可以解决静力和动力问题。它是STAAD分析引擎的一部分，不需要特殊的 命令运行它。如果许可协议中高级分析模块是有效的，它将自动被激活。如果想屏蔽高级求 解器使用标准分析引擎，请在STAAD输入文件的开头部分 （节点命令之前）添加下面命令 ∶ SETSTAR0 高级求解器有in-core和out-of-core两种运行模式。一般 分别用于节点数小于20000和大 于20000的模型。通常情况下，高级求解器调用in-core模式计算模型，当内存不足时，程序 将调用out-of-core模式。除非人为指定，分析引擎将自动切换运行模式。 高级求解器设定命令 ∶ SETSTAR-3 强制使用in-core模式 SETSTAR4 强制使用out-of-core模式 SETSTAR3 程序默认 SETSTAR0 使用STAAD标准分析引擎 2）线性屈曲分析 （LinearBucklingAnalysis） STAAD通过求解如下方程的特征值对 (K– K )U=0 λ g ， K K U 其中 为通常的 “物理”刚度矩阵， 为几何刚度矩阵， 与λ为屈曲模态向量和 g U 对应的屈曲系数。 与λ被求解后作为屈曲系数和屈曲模态输出。现在的版本中，STAAD 只输出前四阶屈曲模态和对应的屈曲系数。下面是STAAD中一典型桁架进行线性屈曲分 析后得到的上弦的屈曲模态的GUI输出 ∶ 图一 典型的屈曲模态GUI输出 3)考虑几何刚度的二阶效应分析(PdeltaAnalysiswithKg) 在STAAD原来的求解器 （称为基本求解器）总也有PDELTA分析的功能，但是通过位 移迭代的方式实现的。在新的高级求解器中，增加了使用几何刚度矩阵的方法。简单的来说， 通常的一阶线性分析是求解如下的方程： KU=R K U R ，其中 为物理刚度矩阵， 为要求解的位移向量， 为荷载向量。 而所谓的考虑几何刚度的二阶效应分析是求解如下的方程： K+K U=R K K （ ） ，其中 为几何刚度矩阵。 主要为为杆件的轴力和板的膜力决 g g g 定，并且可 “正”可 “负”。以杆件为例，拉力会产生“正”的几何刚度，而拉力会产 生 “负”的几何刚度。这个可正可负的几何刚度会与结构本身的物理刚度叠加，从而增 大或者削弱之，造成所谓的二阶效应。对一个宏观的高层建筑而言，因为自重产生了负 的几何刚度抵消了一部分物理刚度，从而造成结构的整体变形加大；对一根张紧的拉索 而言，则因为拉力产生了正的几何刚度，其完全靠这个刚度来抵抗外界的荷载。正两种 的影响机理是一样的。二阶分析的实质就是在分析中考虑了几何刚度。 在STAAD 中通过命令PERFORMKGANALYSIS可以激活进行二阶分析。在