3D3S拉索拉杆结构分析过程

1、3D3S 拉索（拉杆）结构的分析过程和原理简介同济大学3D3S 课题组同济大学新土木大楼112 室路 1239 号.tj3d3s.2005-11一、简单的拉索（拉杆）结构 .1二、含予应力的拉索（拉杆）结构.21、结构形式 .22、计算方法 .23、索梁体系的例子 .3一、简单的拉索（拉杆）结构操作：建立模型，对拉索（拉杆）设置只拉属性（构件属性-定义初应力和只拉属性），力分析原理：软件在针对含有只拉属性构件的结构的力分析过程中，对结构直接在荷载组合下进行力分析，而不是用先按照工况计算后把工况下的力和位移组合起来的方法，即只针对实际的工作状态得到构件属性。普通结构的力分析含只拉单元结构的力分析

2、二、含予应力的拉索（拉杆）结构1、结构形式1） 拉索（拉杆）幕墙2） 纯索网体系3） 钢结构中使用拉索（拉杆），弦梁等2、计算方法1）初始态计算A 、索杆体系适用结构：适用于结构形式 1） 2）；原理：采用节点力平衡的计算手段， 即在每一个节点上保证节点力平衡从而得到和节点相连的各个构件的力，初始态只有力没有位移。当去除予应力构件后，允许结构成为机构。例子：红色虚线拉杆施加里预力，该对称结构，为保证节点力平衡，在索杆找型后力是对称的；当删除红色单元后，结构就是一个机构，所以必须通过预力单元使结构具有刚度。B、索梁体系：适用结构：适用于结构形式3）；原理：把预力作为节点荷载作用到结构上，进行线性

3、或非线性的分析得到初始态的力和位移（线性分析即为线性找形，非线性分析即为非线性找形） ；当去除予应力构件后，结构必须仍旧为稳定结构， 如果去除了预力单元后， 结构就变成机构， 那么无论线性还是非线性找形都会不成功。例子：红色虚线拉杆施加里预力； 当删除红色单元后， 结构仍旧是一个稳定结构； 这样的结构找形是可以进行的，如果删除红色单元后结构成为机构，那么索梁找型一定是不成功的。线性找形和非线性找形：原理和几何非线性的力分析是一样的，即线性认为最终的平衡态为变形前的状态，按照小变形计算相应的力和位移， 不需要迭代； 非线性是把变形后的状态作为平衡态， 需要迭代得到最终力和位移；注意：不是所有结构

4、都能最终迭代收敛的。2）工作态计算工作态和初始态是两个独立的状态， 如果存在予应力就必须进行初始态分析， 如果没有予应力构件，那只需要进行工作态分析。工作状态有两类：线性计算（力分析菜单）和非线性计算 （非线性菜单下的荷载态分析菜单）。一共存在下列8 种不同的荷载分析方式：1）直接力分析：2）直接非线性荷载态分析：存在预力时：3）索杆找型后力分析：4） 索杆找型后非线性荷载态分析：5）线性索梁找型后力分析：6）线性索梁找型后非线性荷载态分析：7）非线性索梁找型后力分析：8）非线性索梁找型后非线性荷载态分析：3 8 荷载态分析时都叠加了初始态计算出来的力；5）、 7）、 8）在荷载态分析时叠加了

5、初始态计算出来的位移（观察时程曲线可以看到在荷载级数为 0 的时候仍旧存在位移，这个位移就是初始态计算得出的位移）；6）在荷载态分析时不叠加了初始态计算出来的位移（观察时程曲线可以看到在荷载级数为0 的时候位移为0）；3、索梁体系的例子通过下例说明58 各个不同的找型和荷载分析过程产生的不同计算结果：荷载条件：远端节点力（活载）30KN和地面连接的拉杆的控制预拉力10kN 。A、使用 5）线性索梁找型后力分析：线性找型：找型好显示正常使用下的位移图，最大位移为17.6：使用力分析菜单：得到组合1（恒载 +活载）下的最大位移为-109.1；等于如果事先去掉只拉单元上 109.1 与预力下的初始位

6、移10KN 17.6的预力，直接力分析， 那么在组合之和。1 下的位移为-126.7，B、使用 6）线性索梁找型后非线性荷载态分析：找型方法同上面所述，最大初始位移为17.6。使用非线性菜单下的工作状态荷载态分析。组合中添加组合1 作为承载能力和正常使用的组合。点击计算按纽，完成荷载分析。使用非线性分析下工作态分析下的显示位移，得到正常使用下的位移为163.6。使用非线性分析下工作态分析下的时程曲线：可以看到端节点的位移是从 0 到 163.6（线性索梁找型后非线性荷载态分析的时候计算位移时候不叠加初始位移） 。C、使用 7）非线性索梁找型后力分析：显示初始位移，最大位移17.8 ，比按照线性找型的大0.2：使用力分析菜单，力分析后显示位移（17.8+108.9=126.7 ，即预力作用下，使得最终的位移比没有预力的情况下小了17.8）：D、使用 8）非线性索梁找型后非线性荷载态分析：找型同上，最大初始位移为17.8。使用非线性分析下工作态分析下的显