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Maxwell 法則進行幾何穩定性判定,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生的幾何剛度可以維持幾何穩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倒塌類型。當預應力索桿結構發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,結構將失去幾何穩定突變為機構,從而發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的瞬態動力分析,瞬態動力分析中可以用生死單元來實現構件移除,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構件移除需要涉及LS-DYNA的重啟動功能,重啟動其實質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、結構內力重分布的計算,從而實現連續倒塌的模擬。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過長時間鉆研而得出的成果。