SAP2000整体稳定性分析

整体稳定性分析是指通过非线性静力全过程分析，得到稳定极限承载力及安全系数的过程。各个软件的整体稳定性分析过程类似，之前已经写过Midas和Abaqus的非线性全过程分析步骤，SAP2000也是类似的。

空间结构非线性整体稳定性分析时，需要分两种情况进行考虑：一种是考虑几何非线性和初始几何缺陷，按弹性材料进行全过程分析；另一种不仅考虑几何非线性和初始几何缺陷，同时考虑材料非线性，即按弹塑性材料进行双非线性全过程分析。其中初始几何缺陷分布采用结构的最低阶屈曲模态，对于网壳结构形式缺陷最大计算值取为网壳跨度方向的1/300。通过全过程分析得到荷载-位移曲线，取第一次峰值点为稳定容许承载力。

主要步骤：特征值屈曲分析->生成初始缺陷文件->进行非线性全过程分析。

1. 屈曲分析

首先需要定义荷载工况：

屈曲分析工况定义

荷载工况类型：Buckling
结构刚度：零初始条件，表示从零应力状态进行屈曲分析；非线性工况结束时的结构刚度，表示接前一荷载步进行屈曲分析，比如结构有预应力时。需要注意的是，非零应力状态只能接非线性工况，因此前序的工况要定义为非线性工况，如Nonlinear Static。
加载：表示计算何种荷载组合下的屈曲模态，比如1.0D+1.0L，1.0D+0.5L。
工况定义好后，运行分析，得到屈曲模态。一般只需要关注第1阶屈曲模态，如果前面的几阶屈曲模态是局部屈曲，需要人为剔除。

2. 生成初始缺陷文件

非线性全过程分析需要考虑几何初始缺陷，《空间网格结构技术规程》4.3.3条规定，初始几何缺陷分布可采用结构的最低阶屈曲模态，其缺陷最大计算值可按网壳跨度的1/300取值。

在SAP2000中，使用分析-修改未变形几何来更新几何初始缺陷模型。

修改未变形几何

选择作为几何初始缺陷分布的屈曲模态，按跨度的1/300计算最大位移值，得到更新后的模型。

3. 非线性全过程分析

定义非线性分析工况：

非线性分析工况

根据需要是否考虑P-Δ效应和大位移，选择需要加载的荷载名称，可以通过调整比例系数实现不同荷载的比例加载。加载可以选择荷载控制或者位移控制，一般选择位移控制，选取某个有代表性节点指定其加载位移最大值。保存结果需要修改为多个状态，以便得到加载过程曲线。

加载控制

如果是考虑材料弹塑性的双非线性分析，则还需要定义塑性铰及布置塑性铰。

从计算结果中提取节点的荷载-位移曲线，取峰值点作为结构的稳定极限承载力。如果曲线没有下降段，或者结果异常，需要返回非线性工况的定义，修改非线性参数，并重新计算。

非线性参数

尝试，尝试，再尝试。

-2017年4月12日