大跨度預應力索桿結構的受力機理與高層結構有著明顯的差異。根據(jù)Maxwell 法則進行幾何穩(wěn)定性判定,預應力索桿結構屬幾何可變體系,結構彈性剛度幾乎為零。但通過施加預應力產(chǎn)生的幾何剛度可以維持幾何穩(wěn)定并提供工程所需的結構剛度。這使得預應力索桿結構可存在一種不同于前面所提及的連續(xù)倒塌類型。當預應力索桿結構發(fā)生局部斷索或斷桿時,可能導致其余的索或桿的預應力損失的不斷蔓延,結構的幾何剛度可能大幅減小,結構將失去幾何穩(wěn)定突變?yōu)闄C構,從而發(fā)生大幅度整體機構性倒塌。

以往的移除方法有很多是基于ANSYS的瞬態(tài)動力分析,瞬態(tài)動力分析中可以用生死單元來實現(xiàn)構件移除,但用于模擬預應力索桿結構桿件突然斷索后的強非線性、大變形、結構振動等的分析效果不理想。

結構連續(xù)倒塌是一個強非線性大變形的復雜過程。ANSYS/LS-DYNA提供的顯式動力學分析方法可以很好地模擬連續(xù)倒塌過程,具體是通過構件移除法瞬時移除結構構件,分析結構的動力響應。有限元模型中,拉索采用LINK167 單元模擬,撐桿采用LINK160 單元。

采用瞬時移除法實現(xiàn)構件移除需要涉及LS-DYNA的重啟動功能,重啟動其實質(zhì)是在某個設定的時間點瞬間改變結構模型,然后伴隨能量釋放、結構內(nèi)力重分布的計算,從而實現(xiàn)連續(xù)倒塌的模擬。重啟動功能需要用到改變結構模型的.k文件,k文件是LS-DYNA專用的命令輸入問價,其編程規(guī)則在很多LS-DYNA的參考書籍中都能查到,只要肯花工夫看書并不難掌握其編程規(guī)則。學習軟件也許有捷徑,但絕不是照搬別人的命令流,那樣并不利于將問題理解透徹。有時候直接索要別人的命令流也是一種不禮貌的行為,因為那可能是個人或者團隊經(jīng)過長時間鉆研而得出的成果。