問(wèn)題描述：
索單元常用于大跨斜拉橋和懸索橋當(dāng)中，在SAP2000及CSiBridge中在繪制索單元后，用戶(hù)需要定義索的初始幾何信息。在【編輯索的幾何數(shù)據(jù)】對(duì)話窗口中，索的初始幾何信息如何定義，相關(guān)參數(shù)的含義是什么？
解答：
索是柔性結(jié)構(gòu)，僅能承受軸力的作用，無(wú)法傳遞彎矩及剪力。索結(jié)構(gòu)的幾何形狀與其受力狀態(tài)和空間位置息息相關(guān)，兩者存在著顯著的非線性關(guān)系。由于索單元在受力后其幾何形狀是依據(jù)荷載的分布來(lái)變化的，在繪制構(gòu)件時(shí)無(wú)法確定索的最終形狀。但是無(wú)論索的幾何形狀及荷載分布如何變化，索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度是不變的。在軟件中形狀計(jì)算器最終確定的是索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。
對(duì)于索單元來(lái)說(shuō)在索端張力、索的水平張力、跨中垂度、或懸索長(zhǎng)度任一參數(shù)確定的條件下，即可確定唯一的索線形，反過(guò)來(lái)也是成立的。對(duì)應(yīng)的，在幾何形狀計(jì)算器中，有多種方式來(lái)確定索的初始幾何形狀：如Cable-Tension
At i-End、Cable-Tension At J-End及一些其他方式，通過(guò)用戶(hù)指定的邊界張拉條件或垂度等條件，軟件會(huì)算出索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度，當(dāng)然用戶(hù)也可以直接指定無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。
需要注意的是，這里計(jì)算的形狀并不發(fā)生在任意工況中，且計(jì)算的索力也不是直接作用在索上。形狀計(jì)算器只確定索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度，而索的變形形狀和承受的荷載由具體的荷載工況中結(jié)構(gòu)的行為確定。
理解了索單元【形狀計(jì)算器】的最終目的后，在【編輯索的幾何數(shù)據(jù)】窗口的參數(shù)就比較簡(jiǎn)單了。
在【編輯索的幾何數(shù)據(jù)】窗口中【索類(lèi)型】中有多種方式方式來(lái)定義索的幾何形狀，求出索的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)：
Cable-Minimum Tension At I-End： 當(dāng)i端張拉力最小時(shí)對(duì)應(yīng)的索長(zhǎng)；
Cable-Minimum Tension At J-End ：當(dāng)j端張拉力最小時(shí)對(duì)應(yīng)的索長(zhǎng)；
Cable-Tension At I-End：輸入i端張拉力；
Cable-Tension
At J-End：輸入j端張拉力；
Cable-Horizontal
Tension Component：輸入水平張拉力分梁；
Cable-Maximum Vertical Sag： 輸入最大垂度；
Cable-Low-Point
Vertical Sag：輸入最低點(diǎn)垂度；
Cable-Undeformed
Length：輸入無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)；
Cable-Relative
Undeformed Length：輸入相對(duì)弦長(zhǎng)的應(yīng)力索長(zhǎng)；
以上這幾種定義方式雖然從不同的角度來(lái)描述索在繪制時(shí)的狀態(tài)，但是其核心的內(nèi)容都是求解索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度?，F(xiàn)在通過(guò)i端張拉（Cable-Tension
At i-End）的方式來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明索的初始幾何信息的定義，其他幾種定義方式類(lèi)似，這里不重復(fù)介紹。具體定義窗口如下所示。
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繪制索單元時(shí)，用戶(hù)通過(guò)連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的方式來(lái)繪制。紅色選框1中，會(huì)顯示索單元兩端的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)可以得到索單元的弦長(zhǎng)（兩端點(diǎn)的直線距離），上圖中索的弦長(zhǎng)為6m。軟件也會(huì)計(jì)算出索在變形前的及幾何形狀，勾選紅框4中的變形前幾何形狀，即會(huì)顯示各個(gè)剖分節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。
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這里通過(guò)輸入i端張力方式來(lái)定義索的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)，因此還需要輸入索i端的張拉力，輸入張力為90KN。此時(shí)程序會(huì)依據(jù)索的自重、空間位置，以及張拉力，計(jì)算出索j端的張拉荷載、索變形后的垂度長(zhǎng)度、形狀等信息，如紅框3中所示。其中最重要的信息為紅框3中的變形前的索長(zhǎng)，該索長(zhǎng)即為索的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)。
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在分析時(shí)，程序?qū)⑺饕詿o(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)的長(zhǎng)度添加于結(jié)構(gòu)當(dāng)中，如索兩節(jié)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)大于索的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)，此時(shí)索為張緊狀態(tài)，如弦長(zhǎng)小于索長(zhǎng)，索為松弛狀態(tài)。如上圖中，索的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)為5.9958，而弦長(zhǎng)為6m，則說(shuō)明索是張緊的狀態(tài)。