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玻璃幕墙结构在现代城市中应用广泛,拉索是关键构件,对其索力的监测至关重要。频率法操作简单、精度较高,是目前测试拉索索力常用的方法,但多数应用于桥梁工程,幕墙结构涉及较少。本文以重庆江北国际机场T3A航站楼单层索网点支式玻璃幕墙拉索索力监测工程为背景,以105根横索为研究对象,发现频率法测试玻璃幕墙横索的结果存在一定的误差,需要进一步探讨研究。本文的主要工作和结论如下:(1)采用ANSYS中的LINK10单元和BEAM188单元分别建立了横索的二维和三维有限元模型,其中横索截面采用圆环形换算截面代替实际截面,并通过降温法在横索中建立预应力。(2)利用上述有限元模型,分别完成了无转向装置横索(即一端为调节端、另一端为固定端),张拉段横索(即一端为调节端、另一端为转向装置),固定段横索(即一端为固定端、另一端为转向装置)等三类横索的振动频率模拟分析,并进行了是否考虑锚具影响的对比。(3)从模拟分析结果和实测结果的对比分析可以看出:1)无论有无转向装置,LINK10单元和BEAM188单元相比,实测频率更接近于考虑抗弯刚度的BEAM188单元的模拟频率,说明横索的抗弯刚度存在一定影响;2)对比分析表明,无转向装置横索其一端有调节端锚具、另一端有固定端锚具,无论是采用LINK10单元还是BEAM188单元,考虑锚具与否对模拟结果都有较大影响。相反,对于有转向装置的张拉段或固定段横索,只有其中一端有调节端或固定段锚具,另一端由转向装置对拉索进行转向而没有锚具,无论是采用LINK10单元还是BEAM188单元,锚具对这两类有转向装置横索的影响较小;3)对于没有转向装置的横索,实测频率都介于BEAM188两端固支的模拟频率和BEAM188两端固支考虑锚具的模拟频率之间,即无转向装置横索的两端实际约束更接近于固支;4)对于有转向装置的横索,进行了二维和三维的模拟分析,两者相互印证,最后的结果一致,即实测频率都介于两端铰支的模拟频率和两端固支的模拟频率之间,且实测频率更接近与一端铰支、一端固支的模拟频率,说明有转向装置横索的实际约束介于理想的铰支和理想的固支之间。(4)根据有限元软件ANSYS的分析结果,采用matlab软件对实测频率与模拟频率进行拟合,基于实际测试中对于易用性、准确性的不同要求,从而对现有的弦理论公式和梁理论公式进行修正。并且给出了已知张拉段频率推算固定段索力的计算公式和已知固定段频率推算张拉段索力的计算公式。(5)采用有限元软件ANSYS对不同角度的拉索进行模拟,发现不同角度拉索之间的模拟频率相差很小,因此采用经过弓式测力计测试的竖索对没有转向装置横索的修正弦理论公式和修正梁理论公式进行验证,验证结果良好。采用设计索力对有转向装置横索的修正弦理论公式和修正梁理论公式进行验证,验证结果良好。(6)探讨了弹性模量变化对索力计算的影响,分析结果表明,弹性模量对振动频率的影响不可忽视,且弹性模量的较小变化将引起模拟频率的较大改变,从而增大模拟索力计算结果的偏差。因此,在采用频率法进行索力测试及分析计算之前,先测试拉索弹性模量,并采用不同方法进行横索索力的平行检测是很有必要的,可以准确地确定相关参数取值,提高索力计算的精度。