考慮彈性變形索結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析.pdf

1、索結(jié)構(gòu)以一系列受拉的索作為主要承重構(gòu)件，通過(guò)索的軸向拉伸來(lái)抵抗外荷載作用。索結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的受力與工作狀態(tài)有明顯的區(qū)別，施工過(guò)程中索結(jié)構(gòu)可能處于可變結(jié)構(gòu)狀態(tài)或機(jī)構(gòu)狀態(tài)，柔性索結(jié)構(gòu)最終的形狀及結(jié)構(gòu)剛度是與張拉過(guò)程密切相關(guān)的。在張拉過(guò)程中，包含了彈性變形和剛體運(yùn)動(dòng)的耦合。在施工張拉過(guò)程中，索由于應(yīng)力水平低而在自重作用下垂度較大，這時(shí)我們?cè)谀M索的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(lái)分析索結(jié)構(gòu)的

2、運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在張拉過(guò)程中，對(duì)于連續(xù)索結(jié)構(gòu)，不可避免的要在節(jié)點(diǎn)處發(fā)生摩擦滑移，實(shí)踐證明節(jié)點(diǎn)處存在的摩擦滑移對(duì)索結(jié)構(gòu)的張拉影響很大，在分析計(jì)算中如何考慮這種影響非常關(guān)鍵。本文對(duì)考慮彈性變形索結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，并且考慮了摩擦滑移在索結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的影響。
　　 索結(jié)構(gòu)在整體預(yù)應(yīng)力未建立之前的施工階段體系處于松弛狀態(tài)，在施工過(guò)程中是幾何可變的不穩(wěn)定體系。應(yīng)該注意體系幾何不穩(wěn)定性并不意味著索結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系都會(huì)通過(guò)形狀和內(nèi)力的調(diào)整來(lái)達(dá)到與當(dāng)前荷載相適應(yīng)的平衡狀態(tài)，這實(shí)際上是勢(shì)能最小的客觀要求。本文采用靜力方法來(lái)模擬索結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)(張拉索長(zhǎng)度的縮短)獨(dú)立于形態(tài)變量，即將索結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程看成由一系列離散的受荷機(jī)構(gòu)平衡形態(tài)組成。索結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以描述為張拉索長(zhǎng)度變化下對(duì)應(yīng)于一系列施工步靜力平衡求解問(wèn)題。對(duì)一根單索的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。
　　 索結(jié)構(gòu)通過(guò)張拉拉索使結(jié)構(gòu)具

4、有剛度，在一些索結(jié)構(gòu)的張拉過(guò)程中，連續(xù)索通過(guò)在一些節(jié)點(diǎn)的自由滑動(dòng)達(dá)到施加預(yù)應(yīng)力的目的。本文推導(dǎo)了懸鏈線索單元在支撐點(diǎn)處的滑移剛度和摩擦滑移剛度，給出了索結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中考慮索滑移的計(jì)算方法。并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序?qū)吸c(diǎn)等高連續(xù)索和多點(diǎn)不等高連續(xù)索的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了模擬分析。結(jié)合懸鏈線索單元的剛度矩陣分析了平面索桁架的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
　　 對(duì)廣州珠江新城西塔預(yù)應(yīng)力拉索的張拉過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。并將張拉結(jié)束時(shí)的索力和ANSYS的分析結(jié)果