刘　杰，王海龙，张志国，张岩俊，卜建清

(1.石家庄铁道大学 土木工程学院，河北 石家庄　050043；2.西南交通大学 土木工程学院，四川 成都　610031;3.河北建筑工程学院 土木工程学院，河北 张家口　075000)

混凝土材料的力学行为表现出明显的非线性，其结构的破坏性分析以及安全性评价都应以非线性分析为基础[1]。随着预应力混凝土在公路、铁路等桥梁结构中的极大普及，对其在各种情况下的检测、监测、加固及安全性评估等方面的科研课题也日益增多，相关研究均涉及混凝土、普通钢筋及预应力钢筋的非线性问题。

对预应力混凝土结构进行精细化分析，一般需要考虑材料准确本构模型的获取、预应力钢筋端部锚固区混凝土的处理、普通钢筋的布置、混凝土开裂压碎后的处理、加载方法及求解策略等几大问题。同时，在进行预应力混凝土非线性仿真分析时，还存在不易收敛、计算量大、需通过大量试算促进收敛等问题。其主要原因是混凝土单元开裂和压碎以及钢筋屈服后存在不平衡力，需不断进行计算和分配。通常采取调整荷载步和网格密度，适当放宽收敛条件等方法加速收敛。在结构接近破坏时，大量开裂、压碎、屈服单元的出现，使结构整体刚度矩阵病态性严重且出现负刚度，计算将无法收敛。在混凝土结构接近破坏时，不少学者采用弧长法作为一种加速求解收敛的方法。但弧长法虽能有效克服结构负刚度引起的求解困难，对求解极值点问题及下降段问题具有独到的优势，但将其应用于混凝土结构的材料非线性有限元分析却未取得预期的效果。……