SAP2000中只受拉或只受压构件的模拟

索结构是我们结构工程师常见的结构构件形式，小编日前就接触到了一个相关的项目。分析过程中小编遇到的一个比较纠结的问题就是采用什么方式在SAP2000中模拟索结构。查了一通资料，官方推荐的是采用拉压限定的方式去模拟：https://wiki.csiamerica.com/display/etabs/Tension-only elements in ETABS

Tension-only elements can be modeled using all versions of ETABS. The process is as follows:Select the elements to be specified as tension-only.Specify the tension limit (usually a limit higher than expected maximum tension capacity) and a compression limit of zero (or negative) through Assign > Frame/Line > Tension/Compression Limits.Define and Run a nonlinear static or nonlinear time-history analysis. This is necessary since tension-only assignment is a nonlinear feature. See below on how to convert any load case or combination to nonlinear.Any load case or combination may be converted to a nonlinear analysis as follows:Select the case(s) through Define > Convert Combos to Nonlinear CasesAdd the nonlinear case(s) to a user-defined combination with a scale factor of 1.0.For design, you can select  the created nonlinear combination as design load combinations.Perform design.Please note that  response-spectrum analysis only applies to linear systems. Further, response-spectrum loads cannot be converted to nonlinear cases.

但是如上文所示，其中的一个问题是，拉压限定只能用于非线性工况分析，诸如线性工况和反应谱工况，是无法通过拉压限定来模拟的。无妨，小编顺着这个思路对索结构做了一波时程分析，为了省时间，用的“Nonlinear Model History”工况进行分析，但是好像有bug啊，在这个工况下拉压限定不对啊，不该有的压力或者拉力还是会冒出来啊！

于是小编又去翻了一波当年金土木的资料,就是这本书：

找到了两句似乎相互矛盾的话：第一句是说模态积分非线性分析可以考虑非线性单元的非线性行为。第二句是说模型积分只能考虑非线性单元的线性属性。。。。这两句话明明是有点矛盾的么。

小编这把越来越糊涂了，理论上非线性行为是需要非线性工况去模拟的，主要问题就是这个模态积分的非线性工况到底搞不搞得定这些非线性单元的非线性行为呢？另外拉压限定和SAP2000或者ETABS内置的这些连接单元有区别吗？

越想越多，越想越乱，小编还是一头雾水，还是建个模分析以下，验证一下自己的想法吧。

小编首先在ETABS中建立了两个模型：

其中左侧模型的右下角的构件指定了只受拉的拉压限定，

右侧有些右下角的单元采用了只受拉不受压的hook单元

在模型中建立了线性和非线性分析的六个工况：

设置好相关的工况后，我们逐一查看每个工况下的特殊构件定义是否生效：

因此拉压限定单元并不能直接和特殊连接单元完全等效，在FNA工况下两者的假定结果会有区别。

在SAP2000或者ETABS的非线性分析中,FNA法计算的效率无疑大大超过直接非线性积分方法，但是我们是否就直接采用FNA加连接单元的方式模拟索单元呢？再来看两张位移的动图

大家看出区别了吗？采用非线性模态积分计算的模型虽然并未产生压力，但是似乎它的单元的两个端点是被箍住的，发生的变形和不能考虑非线性行为的拉压限定单元是一致的，因此FNA法也无法考虑连接单元的非线性行为，这到底是为什么呢？

小编也在之前的书中找到一段说明，非线性模态积分方法各个分析步是通过等待线性的方式考虑连接单元的非线性行为的。因此虽然计算得到的连接单元并不能产生压力，但是它的等效方式导致了它只能这些非线性单元的线性行为。

所以结论就是，我们只能用非线直接积分来考虑这些非线性单元了。