大垂度悬索结构的几何非线性分析.pdfVIP

浙江建筑 #$$$ 年第 # 期 （总第 % 期） !#$ %’ ()*+,-./ 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 大垂度悬索结构的几何非线性分析 程志军 孙炳楠 唐锦春 （浙江大学土木系 杭州 /((.2 ） 摘 要 文章利用弹性悬链线的解析解推导出悬链线单元平面外刚度系数，从而得到适用于索结构有限元分析的 单元刚度矩阵，并用牛顿一拉裴逊 （ ）法求解大垂度悬索结构的几何非线性问题。 3 , 4 关键词 大垂度悬索 几何非线性分析 平面外刚度系数 悬链线单元 线单元法、抛物线单元法和悬链线单元法。前两种方 ’ 引言 法仅适用于分析预应力较大的小垂度悬索结构，而悬 悬索结构具有 自重轻、外形美观、制造和施工方 链线单元法更适用于分析大垂度悬索结构，如输 电 缆、索道等。文献 ［］将悬链线单元用于分析平面 便等优点，在现代工程结构中得到广泛应用，如大跨 结构的悬索屋顶、悬索桥和拉线塔等。由于索只能承 和空间索结构，但在分析空间索结构时，没有考虑索 的平面外刚度影响。文献 ［］给出了考虑平面外刚 受张力，可合理地利用高强钢丝的抗拉性能，因而具 . 有 良好的经济性和实用性。对只考虑几何非线性的悬 度的索单元刚度矩阵，但其平面外刚度系数表达式欠 索，通常假设： 悬索在线弹性范围内工作； 悬索 合理。 ! ［］ 只能承受拉力，不能承受压力和弯矩；#不考虑索的 本文利用弹性悬链线的解析解 / ，推导了适用于 横截面面积的变化。分析索结构常用的离散方法有直 索结构有限元分析的悬链线单元刚度矩阵，并用虚功 原理求得悬链线单元的出平面刚度系数，使悬链线单 元刚度矩阵得到完善。文中采用的牛顿 ! 拉裴逊迭代 利用式 （）、（）， 、 可写为： 4 5 / 2 方法，可确定任意索结构的平衡位形，并可适用于具 #$ -5 * .-