考慮彈性變形索結構的運動過程分析.pdf

1、索結構以一系列受拉的索作為主要承重構件，通過索的軸向拉伸來抵抗外荷載作用。索結構在施工過程中的受力與工作狀態(tài)有明顯的區(qū)別，施工過程中索結構可能處于可變結構狀態(tài)或機構狀態(tài)，柔性索結構最終的形狀及結構剛度是與張拉過程密切相關的。在張拉過程中，包含了彈性變形和剛體運動的耦合。在施工張拉過程中，索由于應力水平低而在自重作用下垂度較大，這時我們在模擬索的運動過程中所采用的索單元必須要能夠考慮索垂度的影響，本文采用了精確的懸鏈線索單元來分析索結構的

2、運動過程。在張拉過程中，對于連續(xù)索結構，不可避免的要在節(jié)點處發(fā)生摩擦滑移，實踐證明節(jié)點處存在的摩擦滑移對索結構的張拉影響很大，在分析計算中如何考慮這種影響非常關鍵。本文對考慮彈性變形索結構的運動過程進行了數(shù)值仿真分析，并且考慮了摩擦滑移在索結構運動過程中的影響。
　　 索結構在整體預應力未建立之前的施工階段體系處于松弛狀態(tài)，在施工過程中是幾何可變的不穩(wěn)定體系。應該注意體系幾何不穩(wěn)定性并不意味著索結構在施工階段不存在平衡狀態(tài)。在特

3、定的荷載作用下，任何結構體系都會通過形狀和內(nèi)力的調(diào)整來達到與當前荷載相適應的平衡狀態(tài)，這實際上是勢能最小的客觀要求。本文采用靜力方法來模擬索結構的運動過程，將運動驅(qū)動(張拉索長度的縮短)獨立于形態(tài)變量，即將索結構的運動過程看成由一系列離散的受荷機構平衡形態(tài)組成。索結構的運動過程可以描述為張拉索長度變化下對應于一系列施工步靜力平衡求解問題。對一根單索的運動過程進行了數(shù)值模擬，編制了相應的計算程序。
　　 索結構通過張拉拉索使結構具

4、有剛度，在一些索結構的張拉過程中，連續(xù)索通過在一些節(jié)點的自由滑動達到施加預應力的目的。本文推導了懸鏈線索單元在支撐點處的滑移剛度和摩擦滑移剛度，給出了索結構運動過程中考慮索滑移的計算方法。并編制了相應的計算程序?qū)吸c等高連續(xù)索和多點不等高連續(xù)索的運動過程進行了模擬分析。結合懸鏈線索單元的剛度矩陣分析了平面索桁架的運動過程。
　　 對廣州珠江新城西塔預應力拉索的張拉過程進行了數(shù)值模擬分析。并將張拉結束時的索力和ANSYS的分析結果