体内力和体外力.doc

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1、关于体内力和体外力的加深理解在一篇文章里我写的是：体内力方式，实际是保持当前体系不变，挂索前先把索张拉到一定索力，然后挂索，显然结构会因受到索力作用而与索一同变形，索力本身因结构变形而使索力进一步变化。体外力方式，是在挂索前先在挂索的位置加一对与张拉索力相同的外力，使结构发生变形，然后单独把索张拉到该索力，再挂索，显然此时结构不会发生进一步的变形，并影响索力的变化。从设计计算角度看，一般在先进行成桥状态分析，再倒拆分析施工阶段的情况下，应使用体内力的方式，而正装分析，适合用体外力方式。本桥采用正装

2、分析，用体外力方式计算。今天用Midas和Ansys进行了钢管混凝土拱桥的分析对比，对这两者的关系，有了进一步的理解；体内力的方式，假设挂索阶段开始时，未变形的结构上，索两端直线距离为L0（未加本阶段外荷载），我们把索长设为L0-L1，然后张拉到L0，再挂在结构上，结构变形后，索长缩短，索力变小，但结构在外荷载作用下，假设又使索长伸长，处于平衡状态后，如果索长恰好是L0的话，那么当前索力无疑就是L1伸长量对应的索力即初拉力，如果索长比L0小或者大，相应索力也会变化。体外力的方式，则是在施工阶段开始

3、时，在未变形结构上索两端加一对大小相同，等于索的初拉力，方向相反的外力，结构在这个初拉力和外荷载的作用下发生变形，然后张拉索到该初拉力，再挂到变形后的结构上，此时结构已经处于平衡状态，结构不会因为挂索而发生进一步的变形，索力等于初拉力。以后的进一步张拉实际上依然服从这个规律。显然，相同的初拉力下，体内力和体外力对应的无应力索长是不同的，产生相同的阶段结束索力情况下，初拉力也会不同，除非索两端节点在结构变形后位移仍然为0。体内力的张拉力直接对应索的张拉伸长量，适合在已知理想状态索力的情况下的倒拆分析

4、，而体外力施加后本阶段索力，结构因索力的变形和内力比较容易预测，适合于依赖直观判断调索的正装分析。对于上面的结论，依然在进一步的验证中。对于钢管混凝土拱桥，目前用普通桁架单元模拟系杆和吊杆，这个应该是完全可以的，因为索永远是直的，但在Midas里，奇怪的是在用索来模拟后，计算结果变的非常不合理，原因进一步研究中。