带座位的体育馆工程设计记录（09） 索内力生成

        关于索的初拉力和索的实际内力关系，崔工的博客里专门花费了一些时间进行解释，(关于索结构——（1）预应力和三种受力状态)(关于索结构——（2）分析零状态和施工零状态),这就不再重复了，我提出两者之间的关系时，没有写清楚我的疑问，那就是如何在施工过程中得到索的设计内力？因为索的初拉力很容易假定，设计需要的是虚拟状态下索变形后形成几何刚度时的内力，如果这个内力不能通过合理手段实现的话，索的实际内力就和计算内力差距较大，那么后续结构分析就是建立在失控的状态下进行的。
        我原来做过的索设计都很简单，如小型张弦梁、小型悬挂索等等，这类索的边界条件相比索力，边界变形较小，也就是几何刚度贡献很小，所以索内力与索的初始内力相差很小，自然上面提到的问题“不存在”，所以从来没考虑过这类问题。许多索施工单位采用短尺安装索的办法，就是将索的实际长度按照初始拉力下变形尺寸加工，现场强行将索安装到位，变形后索力基本接近索的设计内力，但是这样做会有一定风险，索在水平拉伸承担竖向荷载时，索长稍微变化时，索力及承担竖向荷载就会差距很大，事实上很多索结构存在一些松索，往往是加工索长控制原因造成的。
        还有施工方法是直接在索上通过张拉机构不断张拉索力，测得内力到达设计值时停止加力，如果是简单的索结构或者单层索结构是可以这样做的，对于双层索或复杂索结构，仍需要严格的计算控制步骤去实现。

        下面是我建的简单对比模型，按照自己的想法模拟了一下索力生成，这个过程应该是索结构成型过程。模型是一根方钢柱的顶端有一根索横向张拉，索的初张力是200KN，经计算柱顶变形为12.97mm，索内力是54 KN。
        下图是模拟施工三步骤，图中上部模型为直接施加初始张拉力计算过程，下部模型为整体索结构生成过程：
        1、    安装钢柱，钢柱沿高度分成等高四段，可以看各点位移变化。