ansys与sap模拟索网3完整版.docx

幕墙中主要索结构形式

鱼腹式索结构

由多根撑杆撑开两道曲率相同方向相反的近似抛物线状桁架。还有一根挂载玻璃的索。

其主要受力特：

一：前后两道抛物线主要用来承载侧向风荷载，其靠近玻璃一侧承重索

用来抗载重力荷载。

二：对周围边界的结构反力比较大。

其最佳的矢跨比：1/8~1/12

其挠度限值：国内：L/200

北美：L/140~L/175

单索结构

由一根竖直单索（可以倾斜）固定在上下边界。

（只能是竖向布置，不能横向布置）

其主要受力特：

一：其单索不但用来承载侧向风荷载，同时承载玻璃自重。

二：对周围边界的结构反力超大。

其挠度限值：国内：L/45

北美：L/35（极限值）一般去L/45

3.平面索网结构（FlatCableNet)

由横竖两个方向索编织平面索网。

其主要受力特：

一：跨度较短的索主要用来承载侧向风荷载，

二：竖向承载玻璃自重。

三：对周围边界的结构反力很大。

其挠度限值：国内：L/45

北美：L/40~L/50

索结构解析计算方法

两个基本假定

1：理想柔性的，抗弯刚度为零以及只能抗拉不能抗压的构件

2：索材料符合虎克定理（材料的应力应变曲线符合线性关系）

单索结构解析计算公式

根据悬索结构设计

索的水平分力：

跨中挠度：

索合力：

注：H0：初始预紧力；

Δt：温差变化；

δu：两端相对位置变化；

q：索上等效线荷载；

E：索的弹性模量

A：索的截面面积

L：索的跨度

α：索的热膨胀系数

根据悬索的悬链线的公式

变形后的长度：

双索结构解析计算公式

索结构软件模拟

sap2000模拟索网基本步骤

1.根据索网形式确定受力形式

以平面索网为例，水平索跨度24000mm，竖向索36000mm，考虑水平索主受力，竖向索为承重索

2.根据荷载情况初步确定拉索直径以及初始预紧力

风荷载1kPa，单索挠度控制按照L/50控制

水平索初步选择φ40,初始预应力为210kN

玻璃配置10+1.52pvb+10钢化夹胶玻璃，玻璃重量Dk=0.6kPa

单根索承担荷载Fz=38.9kN，3.0x38.9=116.6kN181.0kN

竖向承重索初步选择φ16,初始预应力为25kN

3.建立模型

拉索采用sap里索单元模拟，运用框架单元模拟索，可以根据实际情况选择线对象剖分，保持为单一对象，或者打断为多个等长对象

拉索预应力施加，一般建议采用目标力法或者应变法

目标力法为张拉完成后的索内力，考虑温度或者初始应变施加预应力，为初始张拉施加的预应力大小值

当拉索周边为刚性结构，如直接固定在混凝土结构上，目标力法和应变法施工预应力一致。

当拉索周边为柔性结构，尤其区别目标力法和应变法施加预应力的区别，目标力法直接输入10kN，而应变法则输入0.001342，换算成索内力1.3x0.001342x85.95x100=15kN

即应变法中初始张拉施加的预应力大小值应为目标力加上钢构件变形拉索松弛损失值

预应力工况P下，张拉完竖向索的内力9.73kN

预应力工况P下，张拉完竖向索的内力10.0kN

定义预应变应为负的

原因就是竖向索下端钢梁变形，拉索的预应力损失

ansys模拟索网基本步骤

1.2步骤基本相同

3.建立模型

3.1定义单元类型为（link10）

3.2定义截面属性（Realconstant，这个内面需要定义索的预紧力用应变）

1.2x0.001709=0.0020508

3.3定义材料属性（Materialmodel）

3.4定义索结构几何模型并且划分网格

3.5在SolutionControl中AnalysisOptions中选择LargeDisplacementsstatic选项。

3.6最后在结构加载组合完所有荷载

周边柔性结构索网ansys模型

竖向D12拉锁初始张拉施加的预应力15kN

下端钢梁350x200x16，张拉完成后竖向拉锁内力9.94kN

钢梁的竖向变形6.1mm

4.荷载工况定义

荷载工况分析，后续的各荷载工作均要求在预应力工况之后分析，分析时采用非线性分析，打开P-Δ和大位移选项

5.强度,挠度验算

1.2自重+1.2预应力+1.4风荷载+0.65地震荷载+0.84降温

水平拉锁D20，预应力60kN，拉力设计值123.7kN269.33/2=134.6kN

拉索承载力设计值=最小破断力/2

1.0自重+1.0预应力+1.