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1、.关于关于 MIDASMIDAS 独立模型、累加模型、平衡单元节点力与几何刚度独立模型、累加模型、平衡单元节点力与几何刚度初始荷载的验证初始荷载的验证接触接触 midasmidas 有一段时间了，最近在做一座悬索桥的设计，因为涉与到风缆有一段时间了，最近在做一座悬索桥的设计，因为涉与到风缆的加载，所以对独立模型、累加模型和几何刚度初始荷载、平衡单元节点力等的加载，所以对独立模型、累加模型和几何刚度初始荷载、平衡单元节点力等进展了一些验证，这里面为了更直观，截取的图片较多，便于比拟，都是个人进展了一些验证，这里面为了更直观，截取的图片较多，便于比拟，都是个人的见解，有不对的地方还请多多指正。的见
2、解，有不对的地方还请多多指正。图 1模型如图模型如图 1 1，索单元，索单元 1212、1313、1414 与与 2626、2727、2828 的初拉力为的初拉力为 1010、8 8、5KN5KN。塔底部固结。所不同的是，单元塔底部固结。所不同的是，单元 1-111-11 具备一定的几何刚度初始荷载，见图具备一定的几何刚度初始荷载，见图 2 2。图 21/9.图 3首先进展的是施工阶段的加载。第一施工阶段直接假设主塔、主梁和拉索，首先进展的是施工阶段的加载。第一施工阶段直接假设主塔、主梁和拉索，但是不加自重。第二施工阶段一次成桥加上自重，第三施工阶段在主梁端但是不加自重。第二施工阶段一次成桥加
3、上自重，第三施工阶段在主梁端点加上竖向向下的点加上竖向向下的 30KN30KN 的竖向力点荷载。采用独立模型，位移数为的竖向力点荷载。采用独立模型，位移数为 0.0010.001。图 4运行后，空工况下的结构相应见图运行后，空工况下的结构相应见图 5-5-图图 7 72/9.图 5图 63/9.图 7小结：空工况下，索力，位移，梁单元力的不同源于塔梁结构的刚度不同，小结：空工况下，索力，位移，梁单元力的不同源于塔梁结构的刚度不同，初拉力类似与一种先法，如果结构的刚度无限大即索力挂上去之后，结构位初拉力类似与一种先法，如果结构的刚度无限大即索力挂上去之后，结构位移为移为 0 0，空工况下的索力会
4、趋近于初拉力即趋近于，空工况下的索力会趋近于初拉力即趋近于 1010、8 8、5KN5KN。一次成桥。一次成桥的结构响应见图的结构响应见图 8-8-图图 1010，加节点荷载的结构响应见图，加节点荷载的结构响应见图 11-11-图图 1313。图 8 图 9图 10 图 114/9.图 12 图 13在这之后，如果勾选了非线性分析控制数据，成桥阶段在这之后，如果勾选了非线性分析控制数据，成桥阶段PostcsPostcs的位移，的位移，索单元和梁单元力会和空工况下的结构响应一样。如果不勾选非线性分析，全索单元和梁单元力会和空工况下的结构响应一样。如果不勾选非线性分析，全部为零。部为零。Postc
5、sPostcs的结构相应见图的结构相应见图 14-14-图图 1616。图 14图 15图 162、静力加载静力加载选择在两个梁端点加载同样的静力加载选择在两个梁端点加载同样的 30KN30KN 的竖向力。的竖向力。见图见图 1717。运行后空运行后空工况的结构响应见图工况的结构响应见图 18-18-图图 2020，节点静力加载工况的结构响应见图，节点静力加载工况的结构响应见图 21-21-图图 2323。图 17图 185/9.图 19图 20图 21图 22图 23静力静力 30KN30KN 的加载情况下，位移和力比施工阶段加节点荷载的要小，原因是的加载情况下，位移和力比施工阶段加节点荷载
6、的要小，原因是施工阶段的时候考虑的结构自重的缘故，如果把施工阶段的自重去掉，直接加施工阶段的时候考虑的结构自重的缘故，如果把施工阶段的自重去掉，直接加载节点荷载载节点荷载 1 1、2 2，那么效果和静力加载是一样的。，那么效果和静力加载是一样的。然后，把施工阶段控制数据的独立模型改为累加模型，同时不勾选初始荷然后，把施工阶段控制数据的独立模型改为累加模型，同时不勾选初始荷载控制，施工阶段的空工况结构响应见图载控制，施工阶段的空工况结构响应见图 25-25-图图 2727该模型去了自重该模型去了自重图 24图 256/9.图 26图 27静力加载时，空工况下的结构响应见图静力加载时，空工况下的结
7、构响应见图 28-28-图图 3030图 28图 29图 30由分析可以看出，不勾选初始荷载控制，几何刚度初始荷载就没有构成结由分析可以看出，不勾选初始荷载控制，几何刚度初始荷载就没有构成结构的初始刚度，所以二者的结构响应是一致的勾选不勾选，几何刚度初始荷构的初始刚度，所以二者的结构响应是一致的勾选不勾选，几何刚度初始荷载在此都不会构成结构的初始刚度载在此都不会构成结构的初始刚度，但是在静力加载的情况下，几何刚度初始，但是在静力加载的情况下，几何刚度初始荷载赋予了结构初始刚度。下面，勾选初始荷载控制数据，见图荷载赋予了结构初始刚度。下面，勾选初始荷载控制数据，见图 3131图 31施工阶段空工
8、况的结构响应和图施工阶段空工况的结构响应和图 25-25-图图 2727 一模一样，只是在静力加载工况一模一样，只是在静力加载工况时，空工况的结构响应见图时，空工况的结构响应见图 32-32-图图 3434，施工阶段中的节点荷载，施工阶段中的节点荷载 1 1、2 2 下桁架单元下桁架单元的力如图的力如图 3535，可见，除了位移不同，静力加载前的结构几何刚度，正好是施工，可见，除了位移不同，静力加载前的结构几何刚度，正好是施工7/9.阶段完毕后的结构刚度。阶段完毕后的结构刚度。累加模型的成桥阶段位移为累加模型的成桥阶段位移为 0 0，在施加了在施加了 30KN30KN 的力后的力后竖向位移为竖
9、向位移为 7.111mm7.111mm。独立模型在梁端点施加了。独立模型在梁端点施加了 30KN30KN 的力后，位移为的力后，位移为 6.295mm6.295mm，这时候结构的状态应该是累加模型的初始状态，再在该独立模型的梁端上施加这时候结构的状态应该是累加模型的初始状态，再在该独立模型的梁端上施加30KN30KN 的力，位移变成了的力，位移变成了 13.320mm13.320mm，两者相差，两者相差 7.0257.025，考虑到切向位移与结构变，考虑到切向位移与结构变形的缘故，形的缘故，这个位移应该刚好是累加模型加载下的这个位移应该刚好是累加模型加载下的 7.111mm7.111mm，所以
10、累加模型的位所以累加模型的位移计算，一定要在成桥位移为零的根底上计算才能得到准确的值移计算，一定要在成桥位移为零的根底上计算才能得到准确的值图 32图 33图 34图 35最后，我们来比照勾选初始荷载与不勾选的累加模型，后施工阶段静力加最后，我们来比照勾选初始荷载与不勾选的累加模型，后施工阶段静力加载的结构响应有何不同，图载的结构响应有何不同，图 3636 和和 3737 为不勾选的，图为不勾选的，图 3838 和和 3939 为勾选的。为勾选的。图 36不勾选初始荷载图 37不勾选初始荷载图 38勾选初始荷载图 39勾选初始荷载8/9.可见，勾选初始荷载的累加模型的位移因为有了成桥自重和二恒
11、的参与，可见，勾选初始荷载的累加模型的位移因为有了成桥自重和二恒的参与，刚度变大，静力加载下的结构位移较小，而且这时候的结构力为索单元的实际刚度变大，静力加载下的结构位移较小，而且这时候的结构力为索单元的实际受力，对于描述成桥后的静力加载下的结构真实力比拟准确。受力，对于描述成桥后的静力加载下的结构真实力比拟准确。因此可以得出，因此可以得出，不勾选初始荷载的累加模型和不勾选平衡单元节点力的独立模型，在成桥阶段不勾选初始荷载的累加模型和不勾选平衡单元节点力的独立模型，在成桥阶段的静力分析效果是一样的，只是在施工阶段的分析里面，累加模型不考虑几何的静力分析效果是一样的，只是在施工阶段的分析里面，累
12、加模型不考虑几何刚度初始荷载，而独立模型考虑了刚度初始荷载，而独立模型考虑了在这里再谈谈平衡单元节点力的问题，如果勾选独立模型勾选了平衡单元在这里再谈谈平衡单元节点力的问题，如果勾选独立模型勾选了平衡单元节点力的话，而你的大位移选项里面并没有平衡单元节点力的数据，那么程序节点力的话，而你的大位移选项里面并没有平衡单元节点力的数据，那么程序就不会调用几何刚度初始荷载数据了，而是直接调用索单元的无应力索长或就不会调用几何刚度初始荷载数据了，而是直接调用索单元的无应力索长或者说初拉力者说初拉力，这时候，单元，这时候，单元 1-111-11 的几何刚度初始荷载就用没有作用，施工阶的几何刚度初始荷载就用没有作用，施工阶段空工况的结构响应和旁边的模型是一样的，段空工况的结构响应和旁边的模型是一样的，结果见图结果见图 4040，图图 4141 那么是不勾选那么是不勾选平衡单元节点力的施工阶段空工况位移。平衡单元节点力的施工阶段空工况位移。图 40勾选平衡单元图 41不勾选平衡单元9/9