索结构课件-20200416-1

# 等原长索网 同上迭代求解。
等力密度索网
等力索网
采用有限单元法可以同样求解， 但计算效率较低，特别是对于等力密度索网！
Ø三种状态位移的关系 零状态→荷载状态的位移； 初始状态→荷载状态的位移；
Ø自重选项
谢谢！
索结构在3D3S中的应用
一、索结构的概念和特点
Ø 索结构属于预应力钢结构！ Ø 索结构是大跨度结构常用的和主要的结
构形式； Ø 索的预应力作用主要是削弱刚性构件的
弯矩幅值，减小结构的测推力，提高结 构的整体刚度，改善结构受力状态和动 力特性；
Ø 预应力是形成张拉结构刚度的主要因素； Ø 预应力钢结构的设计与预应力的成型过
纤维芯钢丝绳（6×19） 钢芯钢丝绳（6×19）
钢丝绳索体的规格一般表示为：N×M，其 中N为绳中钢丝束的股数（不计绳芯），M 为每股钢丝束中高强钢丝的数量。建筑和桥 梁结构中钢丝绳的规格范以6×M居多。
纤维芯钢丝绳（6×19） 钢芯钢丝绳（6×19）
叉耳固定式锚具 叉耳螺栓调整式
叉耳套筒调整式 单耳式锚具
索的应力应变曲线和力学性能
索的弹性模量
索的安全系数
四、非线性分析的基本概念
u 非线性分析与线性分析之间的关系； u 非线性结构问题是指结构的刚度随其
变形而改变的问题； u 线性分析可以用叠加原理，非线性分
析不适用叠加原理；
F
KT
u
大板的突然翻转
将碰到障碍物的悬臂梁 悬臂梁大挠度
非线性一个例子
强度级别235级、345级、460级、 550级和650级；
锚头：叉耳式（U型） 单耳式（O型） 螺杆式（I型）
拉杆的表示方式：LG-abD×L a/b-锚头形式 D×L-直径×长度
拉索的构成：
拉 索=索体+锚具+护层； 索 体：钢丝束索体、钢丝绳索体； 钢丝束索体：由单股高强度钢丝或钢绞线扭 绞而成，扭绞方式为平行和半平行
钢丝束索体：由单股高强度钢丝或钢绞线扭绞而 成，扭绞方式为平行和半平行
半平行钢丝束 (d×109) 钢绞线钢丝束（d×7）
钢丝束索体用高强度钢丝： Ø 直径一般为5mm和7mm； Ø 《桥梁缆索用热镀锌钢丝》（GB/T17101）； 钢丝束索体用钢绞线： Ø 《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224）或
程是紧密相关的，设计应与施工统一考 虑；
二、索结构的分类
Ø 预应力刚架结构
Ø 桁架杆件内穿索
下弦钢管内穿索
Ø 张弦梁结构
张弦结构的边界条件设置 Ø 简支（一端固定，一端滑移） Ø 两端固定
Βιβλιοθήκη Baidu
Ø 弦支穹顶
Ø 索穹顶
Ø 弦支穹顶
Ø 索网结构
上海航海博物馆
Ø 预应力撑杆柱
Ø 预应力撑杆柱
五、3D3S索结构分析的一些概念
Ø 三态的关系
• 初始形态； • 零状态； • 工作状态；
零状态——加工放样后的索段和构件集合体。 初始状态——仅在预应力和自重作用下的自平衡状态 工作状态——在外部效应作用下达到的平衡状态。
主动索和被动索
Ø 索结构的系列找形算法
矩阵分析法（给定边界和几何，求解索杆体系预张力分布） 力密度法（给定边界，求解索网预张力和对应的几何） 有限单元法（给定边界，求解几何和对应的预张力分布）
《镀锌钢绞线》（YB/T5004）；
钢丝束索体的规格一般表示为：（）d×N， 其中d为高强钢丝或钢绞线的直径，N为索体 中高强钢丝或钢绞线的数量。建筑和桥梁结 构中钢丝束的规格范围一般在（）5×7-（） 5×649；（）7×7-（）7×649。
钢丝绳索体：由钢丝束围绕绳芯扭绞而成， 绳芯可采用纤维芯或钢芯；
Ø 预应力撑杆梁
三、了解索的材料
索—是一个力学概念； Ø 柔性、不能抗弯和抗压； Ø 截面尺寸远小于长度； 索结构—以受拉索为主要承力构件的张力结构； 索材料—拉杆、钢丝绳、钢绞线、型钢等；
拉杆的构成：
拉 杆=杆身+锚头+调节套筒 杆 身：合金钢、不锈钢 不锈钢：建筑幕墙结构，直径Φ12-Φ60； 合金钢：建筑主体结构，直径Φ20-Φ210；