[发明专利]一种基于能量平衡的结构负刚度段处理方法

权利要求书

1.一种基于能量平衡的结构负刚度段处理方法，其特征在于，包括以下步骤，具体的：

步骤a、根据荷载位移曲线建立结构模型的三线性骨架曲线；

步骤b、在结构模型上施加侧向力；

步骤c、判别结构是否在负刚度状态；

步骤d、计算结构变形量：

若结构不存在负刚度段，则基于力-位移关系直接得到变形量；

若结构存在负刚度段，则以正刚度代替负刚度段，并基于能量平衡原则将原负刚度段做功与处理后的正刚度做功相等，以求解原负刚度段的变形量；

步骤e、输出位移结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量平衡的结构负刚度处理方法，其特征在于：于所述步骤a中，在建立结构模型的三线性骨架曲线时，对结构骨架曲线进行标定并将结构骨架曲线简化为三线性段，该三线性段依次为：

第一线性段为弹性段，并取初始弹性刚度k_α1作为第一线性段的斜率；

第二线性段为弹塑性段，并取刚度k_α2作为第二线性段的斜率；

第三线性段为负刚度段，并取刚度-k_α3作为第三线性段的斜率。

3.根据权利要求2所述的一种基于能量平衡的结构负刚度处理方法，其特征在于：于所述步骤d中，基于能量平衡原则，求解原负刚度段的变形量，具体计算步骤为：

步骤d1、原负刚度段做功：处理后的正刚度做功：上式中k_α3为正，前面负号表示负刚度；

步骤d2、令原负刚度段做功与处理后的正刚度做功相等，即令W＝W′，则有k_α3Δu²+2F_α2Δu-(2F_α2Δu′+k′_α3Δu′²)＝0；

步骤d3、利用一元二次方方程求根公式得到：

步骤d4、将步骤d3中的一元二次方方程求根公式剔除负数项，以获得：

4.根据权利要求1所述的一种基于能量平衡的结构负刚度处理方法，其特征在于：于所述步骤b中，在施加侧向力时，需根据结构高度、结构类型、振型信息选择不同的侧向力模式。