索托节点的数值模拟方法研究

杨维国, 王萌, 王亚, 阮志勇

(北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044)



索托节点的数值模拟方法研究

杨维国, 王萌, 王亚, 阮志勇

(北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044)

为了更加准确地模拟索托结构中的索托节点，本文利用ANSYS软件进行整体桁架的模拟并进行相关的有限元分析，提出一种新的索托节点数值模拟方法，即不变刚度短梁法，并与其他3种数值模拟方法(自由度耦合方法、自由度耦合加变刚度弹簧单元方法、点-点接触方法)进行分析对比。结果表明：4种方法对桁架结构挠度和构件内力引起的差别并不明显，结果基本吻合，内力走势一致。由于自由度耦合加变刚度弹簧单元方法已得到验证，故说明本文提出的不变刚度短梁法是合理可行的；自由度耦合加变刚度弹簧单元方法和不变刚度短梁法能更好地模拟索托节点处的摩擦力行为，而且这两种方法理论明确且计算简单方便，是相对较好的索托节点数值模拟方法。

索托节点；数值模拟；不变刚度短梁法；自由度耦合；变刚度弹簧；点-点接触；摩擦力

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.u.20160623.0827.006.html

索托结构是一种新型大跨空间结构形式[1-2]，是在总结斜拉结构和悬索结构优缺点的基础上提出的全新结构形式。索托结构是指索体从结构的底部穿过，将结构托起，索托结构外形类似于斜拉结构，但受力模式却完全不同。索托结构中索为结构提供竖向弹性支撑，同时也有效地减小了索对主体结构的有害水平分力，使结构能够实现更大的跨度。……