[发明专利]一种拉索无应力长度计算方法

权利要求书

1.一种拉索无应力长度计算方法，其特征在于，包括：

步骤S1、划分拉索节段，确定拉索无应力长度迭代计算的目标值；

步骤S2、确定拉索的初始索力值；

步骤S3、确定拉索的初始无应力长度和各段的应变比例因子；

步骤S4、拉索受力状态的有限元分析；

步骤S5、计算拉索各段的应变增量，将应变增量作为循环迭代计算的迭代变量；

步骤S6、拉索无应力长度迭代计算。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

将1根拉索划分为n段和n+1个节点，其中n为偶数，假定拉索承受荷载作用下的设计线形H⁰＝[h₁,h₂,h₃……h_n+1]，其中h₁代表节点1的坐标(x₁,y₁)，以此类推，h_n+1代表节点n+1的坐标(x_n+1,y_n+1)，以拉索中心节点的纵向坐标y_n/2+1作为目标值。

3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：将拉索的受力状态简化为梁模型，拉索节点1和节点n+1为铰接约束边界，假定其余节点(2,3,4……n)均承受竖直向下的荷载F作用；假设拉索承受荷载作用下各段的初始索力值为f＝[f ₁,f ₂,f₃……f_n]，每段拉索与水平方向的设计夹角为θ＝[θ₁,θ₂,θ₃…θ_n]，依据节点受力平衡计算公式即式1～2可得拉索各段的初始索力值即式3～5：

f_i-1sinθ_i-1＝f_isinθ_i+F                         式1

f_i-1cosθ_i-1＝f_icosθ_i                            式2

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：通过上述步骤S2计算得出的拉索各段初始索力值，并按照式6计算拉索各段的初始无应力长度L⁰＝[l⁰₁,l⁰₂,l⁰₃,……l⁰_n]；按照式7～8，通过拉索各段的初始应变与节段1的初始应变的比值，计算拉索各段的比例因子

B＝[b₁,b₂,b₃……b_n+1]，

式中：l⁰_i—拉索第i段的初始无应力长度；x_i—拉索第i段的横坐标；

y_i—拉索第i段的纵坐标；f_i—拉索第i段的初始索力值；

E—拉索的弹性模量；A—拉索的横截面积；

ε₁—拉索节段1的初始应变；ε_i—拉索第i段的初始应变；

b_i—拉索第i段的应变因子，b₁＝1。