建筑结构仿真分析与工程实例

第1篇 基础理论篇

第1章 有限元概述

1.1 有限元理论

1.2 有限元软件

1.3 参考文献

第2章 有限元网格划分

2.1 网格划分概述

2.2 三角形网格划分

2.2.1 背景网格法

2.2.2 四叉树法

2.2.3 Delaunay法

2.2.4 移动边界法

2.3 四边形网格划分

2.3.1 映射网格划分

2.3.2 几何拆分法

2.3.3 铺砌法

2.3.4 间接法四边形网格

2.4 空间曲面网格划分

2.4.1 参数空间法

2.4.2 直接三维法

2.5 网格划分后处理

2.5.1 网格结点抹平

2.5.2 网格拓扑优化

2.5.3 网格局部加密

2.6 域内约束网格划分

2.7 建筑结构网格自动划分

2.8 参考文献

第3章 有限元单元

3.1 有限元单元概述

3.1.1 梁单元概述

3.1.2 平面单元概述

3.1.3 平板弯曲单元概述

3.1.4 三维实体单元

3.2 有限元单元中的几个问题

3.2.1 协调性与收敛性

3.2.2 单元畸变问题

3.2.3 闭锁现象

3.2.4 沙漏的控制

3.3 广义协调系列单元

3.3.1 广义协调简介

3.3.2 自然坐标简介

3.3.3 平面单元

3.3.4 厚薄板通用单元

3.4 参考文献

第4章 有限元刚度集成和方程求解

4.1 大型有限元总刚集成

4.1.1 非零元压缩存储的基本格式

4.1.2 于压缩存储的数据结构

4.1.3 对应压缩存储的刚度集成

4.2 大型线性代数方程求解

4.2.1 直接法的基本理论简介

4.2.2 基于直接法的求解器简介及应用

4.3 大型特征值求解

4.3.1 特征值求解的理论简介

4.3.2 子空间迭代法的程序实现

4.4 非线性方程求解

4.4.1 非线性算法简介

4.4.2 静力非线性求解的有限元实现

4.4.3 动力非线性求解的有限元实现

4.5 参考文献

第5章 几何非线性

5.1 几何非线性的一般性描述

5.2 梁杆结构的几何非线性

5.2.1 梁结构几何非线性简介

5.2.2 一种基于同步转动理论的梁单元

5.3 几何非线性的关键之大转动

5.3.1 定点转动（Euler转角）

5.3.2 定轴转动（Rodrigues转角）

5.3.3 梁单元的大转动矩阵

5.4 几何非线性的关键之刚体试验

5.5 参考文献

第6章 弹塑性

6.1 弹塑性全量本构理论

6.2 弹塑性增量本构理论

6.2.1 屈服条件

6.2.2 流动法则

6.2.3 硬化法则

6.2.4 增量弹塑性本构的建立

6.3 增量弹塑性分析的关键一应力积分

6.3.1 增量弹塑性分析的一般性步骤

6.3.2 应力积分简介

6.3.3 Nayak显式应力积分

6.3.4 GPM隐式应力积分

6.4 混凝土本构模型

6.4.1 混凝土破坏准则

6.4.2 约束效应对混凝土的影响

6.4.3 混凝土单轴约束本构

6.5 参考文献

第7章 隐式与显式动力学

7.1 隐式和显式概述

7.2 隐式算法

7.2.1 Newmark差分格式

7.2.2 隐式积分流程

7.2.3 隐式积分的时间步长

7.3 显式算法

7.3.1 中心差分格式

7.3.2 显式积分流程

7.3.3 显示积分的关键——时间步长

7.3.4 稳定性的检测（能量平衡）

7.3.5 计算效率的提升（质量缩放和子域循环）

7.3.6 准静态的应用（动力松弛）

7.4 隐式和显式的选用原则

7.5 参考文献

第2篇 软件篇

第3篇 工程应用篇

第4篇 附录

《建筑结构仿真分析与工程实例》围绕全面阐述建筑结构的数值模拟与仿真分析。全书共分4篇，分别是基础理论篇、软件篇、工程应用篇及附录。其中，基础理论篇包含7章，分别从有限元概述、有限元网格划分、有限元单元、有限元刚度集成和方程求解、几何非线性、弹塑性、隐式与显式动力学等方面来阐述有限元理论以及程序实现；软件篇包含3章，分别从土木工程分析与设计专业软件、大型通用有限元软件以及高性能结构仿真集成系统（ISSS）等方面来阐述结构仿真软件的特点、功能以及使用和操作情况；工程应用篇包含3章，分别从大跨钢结构的稳定性分析、超高层结构的动力弹塑性分析以及复杂结构的施工模拟等方面来阐述结构仿真集成系统（结合各专业软件和通用软件）在实际工程中的应用；附录篇包含3个附录，详细介绍了结构仿真集成系统（ISSS）的几个重要组成模块，包括底层网格算法、计算模型生成以及计算结果整理等。
　　《建筑结构仿真分析与工程实例》适用于各建筑设计院和施工单位的技术人员与研发人员学习，也可作为土木工程相关专业在校大学生和研究生的辅助读物。