张拉索力的定义

[路桥人生]

江老师：
　　　你好，请问，在定义索单元中定义索的张力，与在预应力荷载中定义索的初拉力，这两种定义拉索索力的方法是否效果一样？如果不一样，有什么区别？定义斜拉桥施工阶段索力用那种定义法才对？
　　　我被这问题困扰了很久了。
　　　在此谢谢江老师这段时间的指导。

[江安]

不好意思，因为定性的概念一直是有的，但是，因为我们在这里回答，要给出个定量的结果。前些天做例子，一直不太顺，直到今天，才做出了可以说清楚的例子。抱歉回复晚了。

在MIDAS的计算中，索单元在线性计算时，表现为等效桁架考虑了恩斯特效应，在非线性计算时，表现为悬索单元。

在线性计算时，影响到索的刚度的因数有二项：
1、初始荷载--小位移--初始单元内力，这一项输入对所有的工况起作用。
2、索在当前工况作用下的索力。在非施工阶段中，这一项仅对自己的工况起作用，也就是说，在非施工阶段中，为了考虑索的非线性效应（这里应该为恩斯特效应），需要将影响到索力的所有单元合并成一个工况，否则，这个非线性效应计算就不准了；在施工阶段中，加入的索力会会自动计算到CS合计中，因为MIDAS是按CS合计计算非线性的效应的，所以，施工阶段中加的索力会自动考虑各个工况的作用。因为体外力就是体内力变形后的 内力值，所以，加体内力与加体外力本质上是一回事，只是数值上的不同而已。
如果1、2项同时存在，则二者同时影响到索的刚度。
3、在定义单元时输入的初拉力对线性计算没有影响。

在非线性计算时，影响到索的刚度的因数有三项：
1、初始荷载--大位移--几何刚度初始荷载，这一项的输入对所有的工况起作用。
2、定义单元时输入的初拉力。这一项也对所有的工况起作用。这里需要注意的是，由于在非线性计算中，没有体内力、体外力的区别，所以，这个初拉力相当于体内力。而给施工单位的初拉力应该是目标值，也就是计算好后的索的内力值。
3、在外荷载作用的索力，包括其它的荷载及初拉力荷载。这里需要注意的是，由于在非线性计算中，没有体内力、体外力的区别，所以，这个初拉力相当于体内力。而给施工单位的初拉力应该是目标值，也就是计算好后的索的内力值。
在进行非线性计算时，三者是同时作用的，如果一起作用，则初拉力值相加，这里值得注意的是：第1项相当于体外力，即变形后的内力，而第2、3项相当于体内力，即变形前的束力。

附件中的例子，就是从上至下按3、2、1定义的三个模型，首先，我们可以看到结果中的施工阶段中的桁架单元内力值分别15000kn左右，可以说，三者的结果是基本一样的。再看一下原始的数据：模型3，只给了一个初拉力荷载26xxxxx，这是变形前的力，待变形后，结果就是15000；模型2，定义了26xxxxx的一半的单元的初拉力（定义单元时定义，可以在单元表格中查看），再给了一半的初拉力荷载；模型1，定义了7500的几何刚度初始荷载，再给了解26xxxxx的一半的初拉力荷载。设计这样的例子的就是考虑了非线性的因素，考虑在同样的内力状态下，一半由初拉力荷载来提供，另一半分别由三种不同的情况来提供，现在结果也是一样的，证明，三种方法的确是相互通用的。
在这里值得注意的是，因为进行非线性的计算，如果要进行对比，一定要在同一条件下，否则，会没有意义的。
通过这个例子，我们还可以了解到：
1、在单元表格中与几何刚度初始荷载中，二者都是固定的，所以，可以用来定义第一次张拉力。
2、用初拉力荷载，可以进行多次定义，所以，可以进行多次张拉，特别是可以模拟出二次调索来。
3、几何刚度初始荷载，在这个模型中，定义了7500，起到的作用，也就是达到了7500的内力值，而其它二种方法，定义的数值与达到的内力数值不是一回事，也就是体内力与体外力的区别。也可以这么理解，在2\3二种方法中，给的力相当于结构没有变形时的力，等力作用上去了，结构发生了变形，力就要变小了。实际的张拉过程却不会出现这种情况，因为张拉与变形是同时发生的，所以，对实际的施工来讲，有意义的是索的内力值，而不是给的那个体内力值。

所以，在定义斜拉桥时，如果是进行线性分析，一般按体外力定义初拉力荷载就可以了。
如果是进行非线性分析，则三种方法都可以。我个人认为用全部用初拉力荷载比较好，因为这样的可以进行多次张拉，只是，一定要注意，实际施工中加的力应该是计算下来的桁架内力值而不是指定的那个力。

欢迎讨论。

2006/8/30, 路桥人生 < chenzha...@msn.com>:

[江安]

我是王骅 09:52:26
用体内力初始力和算出的索力为什么相差很多
碳纤维 09:54:11
可能是正好我的这个模型的问题
碳纤维 09:54:26
主要是塔跟梁的刚度不够，变形过大
我是王骅 09:54:33
自带例子是差不多的

在06-9-7，江安 <777...@gmail.com> 写道：

[江安]

不好意思，怎么忘了附上附件了。

在06-9-8，江安 <777...@gmail.com> 写道：