随着科技的发展和建筑技术的进步,对建筑功能的要求越来越高,尤其是大跨度结构与超高层结构越来越多的使用,对建筑结构在地震作用、爆炸、冲击等荷载下的结构非线性分析与设计提出了更高的要求。在非线性分析时,结构通常会进入塑性状态,并发生累积损伤破坏,此时结构在强度和刚度上均有所降低,在力与变形关系上表现为出现负刚度段(或下降度)。负刚度段作为结构极限强度后的软化阶段,对于强震后结构后续的承载能力及抗倒塌能力有着极其重要的影响,成为追踪结构在环境荷载作用下累积损伤及其破坏过程的关键过程,也往往用于检验数值算法的计算性能。现阶段,在对建筑结构进行抗震分析时以非线性分析为主。但是,随着复杂结构及超限高层结构越来越多的出现,对现有的计算方法提出了很高的要求,尤其是计算机硬件设备与有限元软件计算性能的要求。其主要原因在于:传统的有限元分析方法中,体现结构非线性分析过程的结构整体切线刚度矩阵在其迭代与求解过程中,矩阵规模变得异常巨大与复杂,尤其是结构进入负刚度后,数值计算往往出现不稳定与不收敛现象。拟力法作为一种结构非线性计算方法,能避免对结构整体刚度矩阵的迭代与求解,仅需对产生塑性变形的局部矩阵进行更新求解,相对于结构的整体刚度矩阵,大大减小了矩阵规模,提升了计算效率。本文开展了如下方面研究工作:(1)回顾了拟力法理论的发展历程,介绍了拟力法的基本求解过程,在基于拟力法纤维梁静力非线性分析方法基础上,给出了基于Newmark-β积分方法的拟力法纤维梁模型动力非线性分析流程,并通过一框架算例动力非线性分析,与传统有限元ABAQUS进行对比,验证了该方法的精确性与高效性。(2)介绍了负刚度基本理论及其引发的问题,结合拟力法对负刚度问题进行分析,并与传统有限元方法进行对比。(3)以带有软化段的钢材本构模型为例,利用该本构模型对拟力法中需根据材料状态实时变化的局部塑性刚度矩阵的数值特征进行分析,并与传统方法中整体刚度矩阵的相应数值特征进行对比分析,通过框架算例数值模拟,研究了负刚度对动力非线性分析的影响。