| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第12-30页 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 建筑结构弹塑性时程分析基本理论 | 第13-16页 |
| 1.2.1 材料本构模型 | 第13-14页 |
| 1.2.2 单元模型 | 第14-15页 |
| 1.2.3 动力积分算法 | 第15-16页 |
| 1.3 结构弹塑性时程分析的计算机硬件与软件 | 第16-21页 |
| 1.3.1 计算机并行计算 | 第16-17页 |
| 1.3.2 程序语言 | 第17-18页 |
| 1.3.4 常用的结构弹塑性时程分析软件 | 第18-21页 |
| 1.4 超高层建筑结构弹塑性时程分析加速方法 | 第21-26页 |
| 1.4.1 单元状态确定加速方法 | 第21-22页 |
| 1.4.2 体系线性方程组求解加速方法 | 第22-24页 |
| 1.4.3 动力非线性求解策略加速方法 | 第24-26页 |
| 1.5 存在的问题和思考 | 第26-28页 |
| 1.6 本文拟开展主要研究内容 | 第28-30页 |
| 2 集成平台的搭建 | 第30-61页 |
| 2.1 既有开源平台架构与可扩展性 | 第30-34页 |
| 2.1.1 面向过程开源平台FEAPpv | 第30-32页 |
| 2.1.2 面向对象开源平台OpenSees | 第32-34页 |
| 2.2 自主集成平台的搭建 | 第34-45页 |
| 2.2.1 基本力学原理与主要流程 | 第34-39页 |
| 2.2.2 程序架构设计 | 第39-43页 |
| 2.2.3 数据储存 | 第43-45页 |
| 2.3 基本材料、单元与算法的集成 | 第45-53页 |
| 2.3.1 平台集成的算法、单元与材料概述 | 第45-47页 |
| 2.3.2 动力弹塑性时程分析逐步积分法 | 第47-48页 |
| 2.3.3 体系矩阵/向量组装与储存 | 第48-49页 |
| 2.3.4 纤维梁柱单元 | 第49-52页 |
| 2.3.5 混凝土二维本构模型 | 第52-53页 |
| 2.4 平台正确性验证 | 第53-60页 |
| 2.5 本章小结 | 第60-61页 |
| 3 单元状态确定过程加速算法 | 第61-81页 |
| 3.1 纤维梁柱单元状态转换策略(STP) | 第61-65页 |
| 3.1.1 基本思想 | 第61-62页 |
| 3.1.2 转换策略 | 第62-63页 |
| 3.1.3 转换临界准则 | 第63-65页 |
| 3.2 STP程序实现与算例验证 | 第65-74页 |
| 3.2.1 STP程序实现 | 第65-67页 |
| 3.2.2 算例模型介绍 | 第67-68页 |
| 3.2.3 混凝土框架结构 | 第68-72页 |
| 3.2.4 钢框架结构 | 第72-74页 |
| 3.3 STP的拓展与并行化 | 第74-79页 |
| 3.3.1 STP在分层壳单元的拓展 | 第74-75页 |
| 3.3.2 基于OpenMP编程技术的单元并行化更新策略(PSTP) | 第75-76页 |
| 3.3.3 并行加速效果验证 | 第76-79页 |
| 3.4 本章小结 | 第79-81页 |
| 4 求解过程加速算法 | 第81-104页 |
| 4.1 线性方程组求解器 | 第81-87页 |
| 4.1.1 体系矩阵的性态分析 | 第81-83页 |
| 4.1.2 求解器的集成 | 第83-84页 |
| 4.1.3 所集成求解器效率对比分析 | 第84-87页 |
| 4.2 不精确牛顿-乔列斯基迭代算法(INC) | 第87-97页 |
| 4.2.1 不精确牛顿算法(IN) | 第87-88页 |
| 4.2.2 INC迭代过程 | 第88-91页 |
| 4.2.3 强制项取值方法 | 第91-92页 |
| 4.2.4 计算效率与误差分析 | 第92-97页 |
| 4.3 加速算法在实际超高层结构中的效率分析 | 第97-101页 |
| 4.3.1 模型简介 | 第97-98页 |
| 4.3.2 不同规模超高层结构动力弹塑性时程分析中加速算法性能分析 | 第98-100页 |
| 4.3.3 增量动力分析中加速算法性能分析 | 第100-101页 |
| 4.4 本章小结 | 第101-104页 |
| 5 超高层结构动力全过程分析 | 第104-116页 |
| 5.1 计算案例规划 | 第104-106页 |
| 5.1.1 基于实际工程的600米超高层结构 | 第104-105页 |
| 5.1.2 计算规划 | 第105-106页 |
| 5.2 倒塌安全储备与损伤演化 | 第106-108页 |
| 5.3 倒塌机理分析 | 第108-113页 |
| 5.3.1 失效路径分析 | 第108-111页 |
| 5.3.2 倾覆弯矩分析 | 第111-113页 |
| 5.4 结构优化方案 | 第113-114页 |
| 5.5 本章小结 | 第114-116页 |
| 结论 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-125页 |
| 附录A 符号变量表 | 第125-128页 |
| 附录B 基于STP的纤维截面状态确定代码 | 第128-130页 |
| 附录C PSTP单元并行状态确定与体系刚度矩阵组装代码 | 第130-134页 |
| 附录D CPU并行CHOLMOD求解器调用代码 | 第134-135页 |
| 附录E GPU并行CULA_Sparse求解器调用代码 | 第135-136页 |
| 附录F 结合INC的Newmark动力分析代码 | 第136-140页 |
| 附录G S4增量动力分析层间位移角发展趋势 | 第140-141页 |
| 附录H S5增量动力分析层间位移角发展趋势 | 第141-142页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第142-143页 |
| 致谢 | 第143-144页 |
