(1) 提供剛度、形成和保持體系的初始幾何形狀;
(2)改善體系內(nèi)力分布和大小,降低內(nèi)力峰值。當整個結(jié)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)的剛度必須由預(yù)應(yīng)力來提供,稱為必需預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),如張拉整體結(jié)構(gòu)和索穹頂結(jié)構(gòu)等;當預(yù)應(yīng)力主要用于改善體系的內(nèi)力分布和大小,沒有預(yù)應(yīng)力,體系仍然具有正定初始彈性剛度,稱為非必需預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),如弦支穹頂和張弦梁結(jié)構(gòu)等。對必需預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力形成的幾何剛度是體系初始剛度矩陣正定的必要條件。
預(yù)應(yīng)力的引入方法
索的分析方法與索的引入方法、施工過程密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的實現(xiàn)方法主要包括:等效荷載法、初應(yīng)變法、等效降溫法及缺陷長度法等。等效荷載法是將拉索的預(yù)應(yīng)力作為外力考慮,即將拉索截斷,用等效的外力取代,分析時拉索單元不參與計算;初應(yīng)變法是用預(yù)張拉應(yīng)變來描述索內(nèi)預(yù)應(yīng)力,隨著結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,索的應(yīng)變也隨之發(fā)生改變,分析時拉索單元參與計算;等效降溫法是通過降低拉索單元的環(huán)境溫度使之收縮產(chǎn)生預(yù)拉力,其實質(zhì)是施加溫度作用間接使拉索單元產(chǎn)生初應(yīng)變,最終效果與初應(yīng)變法一致;缺陷長度法口l_認為預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的根源是拉索的初始缺陷長度,即拉索的幾何長度和實際長度的差值產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力。
上述幾種實現(xiàn)方法中,除等效荷載法外,其他方法的總剛矩陣均包含拉索剛度。這些方法各有優(yōu)劣,從計算精度和程序可操作性的角度看,初應(yīng)變法和等效降溫法目前應(yīng)用最為廣泛。