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最近整理电脑资料，发现一个比较有意思的项目，基本是火车站的钢结构，改造加固过程中，构件安装出现了一定偏差，检测单位提出要以这个安装偏差为依据做设计评审。朋友告诉我，这个项目现在验收卡在这个阶段，这问题大吗？能帮忙算一下吗？我当时有点慌，因为很久没做过节点有限元了，问了好多也没人有时间做，只好勉强做了，抽空把当时的处理过程回顾了一下，也算是稍微复原了一下！
如何施加预应力？预应力索的特点
电缆只能承受拉力，不能承受压力和弯曲力矩；
拉索为线弹性材料（设计时），属柔性构件，具有突出的几何非线性问题；
随着内力的变化，几何刚度也发生变化
只有具有初始刚度，缆索单元才能承受各种载荷
估算电缆的初始张力
索控制应力为应变值为0.0015～0.00175时的应力值；
索控制应力直接取标准强度值的0.53倍，或有效应力的0.13倍；（未找到来源）
注意拉索的初拉力还必须满足相关标准、法规的要求，例如《点支式幕墙规范》（CECS 127-2001）规定：拉索的挠度应控制在跨度的1/300以内；拉索的张力不应大于整条拉索最小断裂张力的1/2.5。
稳定性：考虑大变形对结构的影响，采用一致缺陷模式，取跨度的1/300最大值，系数K≥4.2
预应力加载 midas gen 电缆加载
1. 载荷>初始载荷>大位移>几何刚度初始载荷
程序会根据输入的初荷载计算平衡外力（反力），生成初始平衡状态。此初始平衡状态下的结构分析仅用于非线性分析。空载状态下，索单元内力=几何刚度初荷载。此方法只生成刚度，对其他构件的内力和位移没有影响。如果工程需要计算索张拉后结构在其他荷载条件下的影响（承载力极限状态计算），而不考虑预应力作用下其他构件中的内力，可采用此方法。
2. 载荷>初始载荷>小位移>几何刚度初始载荷
它仅适用于线性分析和动力分析，常用于同时考虑“索单元效应”等线性分析和特征值分析。
3.创建单元时，当“单元类型”选择为电缆单元时，使用无应力长度“Lu”或直接添加“初拉力”
它影响所有荷载条件的结果，张拉后索内的拉力已不是定义时加入的初拉力，即结构进行了内力重分配。
4. 荷载>预应力荷载>初拉荷载
该方法是由于外加载荷，对其他构件有影响，且不产生初始刚度，因此分析可能不容易收敛；可采用几何刚度初始载荷，给索单元增加较小的刚度。
SAP2000电缆装载
对于较细、较短的缆索，结构刚度较大，缆索自重对缆索本身及结构的工作性能影响较小，可采用框架单元进行模拟（需对单元进行细分以保证计算精度）；对于较粗或较长的缆索，当结构柔性很大或支撑位移较大时，缆索自重可能对缆索本身或结构的工作性能产生较大影响，应采用接触网单元。
两种类型的分析 非线性分析
工程上，在已知索单元初张力的情况下，加入其他载荷进行分析，求得索单元张力的变化及结构的变形。
索的变形相对于梁、桁架单元来说要大，是大位移建筑钢结构构件，因此分析时需要进行几何非线性分析（即大位移分析），求解时需要进行迭代计算，这是第一个分析目的要做的工作，在MIDAS/Gen中通过定义几何非线性分析来进行。
线性分析
索单元结构的反应谱分析
对于地震作用，进行的是线性分析，需要进行小位移分析。另外，索单元张拉后，具有一定的刚度。有时为了简化求解，也可以将索单元换成桁架单元，此时也可以进行小位移分析。这是为二次分析目的要做的工作，在MIDAS/Gen中通过定义“初始荷载>小位移>初始单元内力”来完成。
一般先对结构进行找形和荷载分析，采用对应大位移的几何刚度初荷载法输入初拉力，通过非线性分析得到拉索轴力。在有地震作用的荷载组合下，采用对应小位移的初始单位内力法输入第一步计算的拉索内力，主要是赋予结构一个初始刚度。最后进行结构在荷载组合下的承载力与变形分析以及模态屈曲分析。
安装偏差模拟偏差介绍
模型建立与载荷选取
根据试验结果，金刚石拉杆钢筋安装过程中出现了偏差，现对外侧/内侧不同的偏差进行数值模拟，评估安装偏差后结构应力是否仍能满足原结构设计要求。
平台雨棚模型示意图（左侧为外高内低偏差，右侧为外低内高偏差）
外高内低平台雨棚模型安装偏差截面示意图
外低内高的站台雨棚模型安装偏差截面示意图
荷载值参考原设计的一般说明，各工况荷载值如下图所示，按设计要求对预应力钢缆施加初应力，按程序施加地震作用。
平台顶棚恒载布置（自重软件考虑）
平台雨棚活载布置图
平台雨棚风荷载布置图（通过正负荷载组合考虑正负风压）
程序自动生成负载组合，并考虑外壳设计。
主要结构分析
平台雨棚电缆包层工作状态应力示意图
平台顶棚主桁架围护结构工况最大应力示意图
平台雨棚主桁架构件最大稳定应力比示意图
围护条件下平台顶篷组件最大挠度图示
从图中可以看出主桁架构件最大位移为89mm建筑钢结构构件，89/（18650*2）=1/419
综上所述，站台雨棚的结构强度及变形均能满足设计要求。
YG1安装偏差节点分析
