压杆的重力二阶效应及几何非线性分析摘要：对压杆分别施加不同荷载，将压杆分为三个分析对象，通过midas/civil 有限元分析软件，分别对压杆进行静力分析，P—Delta 分析，几何非线性分析，最后将结果进行对比讨论。关键词：压杆；P—Delta 分析；重力二阶效应；几何非线性一概述重力二阶效应又称 P-Delta 效果是指构筑物同时受到水平力和轴力作用时，水平力作用下产生的位移和轴力组合产生附加弯矩的效果。例如：受到外力弯矩作用的柱子假如附加受到轴向拉力或者轴向压力的作用，轴向拉力有抵抗外力产生弯矩的效果，相反轴向压力将使柱子受到更大的弯矩作用。结构发生的水平侧移绝对值越大，P-Delta 效应就越明显，若结构水平变形过大，可能因重力二阶效应而导致结构失稳。因此对于同时受到水平力和轴力作用的构筑物，尤其是长细比较大的情况，应考虑 P-Delta 的效果求出构件的实际内力和位移，以便结构设计更加合理。重力二阶效应通常采纳有限元模型的分析方法，为了讨论重力二阶效应和几何非线性的影响，我们对压杆进行分析。将压杆按加载方式的不同分为三类：1.仅仅受到水平力作用的计算模型；2.受到水平力和轴向压力作用的计算模型；3.受到水平力和轴向拉力作用的计算模型。二有限元分析过程采纳 midas/civil 有限元分析软件对压杆进行分析。设置 C50 混凝土为材料，采纳箱型截面，箱型的长和宽都是 0.5m，箱型的壁厚为 0.1m，建立高度为 17m 的空心混凝土柱子。分别建立三段模型，均采纳 17 个节点，每个节点之间相隔 1 米，最后分别在节点上加载截面，使模型成为梁单元细长杆。最后加上边界条件，下部为全约束，即下部为固结，上部对x 轴方向进行约束。对三个模型分别施加不同的荷载，只对压杆 1 中间施加 100KN 水平力；对压杆 2 上部施加-10000KN 压力，即方向向下的力，中间施加 100KN 水平力；压杆 3 上部施加 10000KN 拉力，中部施加 100KN 水平力。三个混凝土柱子不考虑其重力，而是用竖向的力代替重力，从而达到重力的效果。如下图，是 midascivil 建立的模型。图 1Midascivil 模型建立最后通过软件分析，分别对三个模型进行静力分析、P—Delta 分析、几何非线性分析，最后得出每个模型在不同情况分析下的平行位移，通过横向和纵向比较得到结论。三结果数据分别对三个模型进行静力分析、P—Delta 分析、几何非线性分析，我们主要比较模型的水平位移。如下图 2，3，4，就是得出最终的分析...
