收縮徐變分析課件

1、收縮徐變分析課件橋梁結(jié)構(gòu)混凝土徐變、收縮效應(yīng)分析混凝土徐變、收縮效應(yīng)分析 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件內(nèi)容內(nèi)容l徐變和收縮的概念徐變和收縮的概念l徐變和收縮的影響因素徐變和收縮的影響因素l徐變和收縮的基本理論徐變和收縮的基本理論l徐變和收縮的有限元計(jì)算徐變和收縮的有限元計(jì)算收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件參考資料參考資料l范立礎(chǔ)范立礎(chǔ)橋梁工程橋梁工程中連續(xù)梁次內(nèi)力部分中連續(xù)梁次內(nèi)力部分l惠榮炎惠榮炎混凝土的徐變混凝土的徐變l黃國興黃國興混凝土的收縮混凝土的收縮l周履周履收縮收縮 徐變徐變l徐光輝徐光輝橋梁結(jié)構(gòu)分析橋梁結(jié)構(gòu)分析l肖汝城肖汝城橋梁結(jié)構(gòu)分析程序系統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)分析程序系統(tǒng)l等等收縮徐

2、變分析課件收縮徐變分析課件 徐變徐變當(dāng)荷載作用在混凝土構(gòu)件上，試件首先發(fā)生瞬時(shí)當(dāng)荷載作用在混凝土構(gòu)件上，試件首先發(fā)生瞬時(shí)彈性變形，隨后，隨時(shí)間緩慢地進(jìn)一步增加變形。這種緩慢增彈性變形，隨后，隨時(shí)間緩慢地進(jìn)一步增加變形。這種緩慢增加的變形稱為混凝土的徐變變形。加的變形稱為混凝土的徐變變形。 在實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)中，在實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變、收縮與溫度應(yīng)變是混雜在一徐變、收縮與溫度應(yīng)變是混雜在一起起的。從實(shí)測(cè)的應(yīng)變中，應(yīng)扣除溫度應(yīng)變和收縮應(yīng)變，才能得的。從實(shí)測(cè)的應(yīng)變中，應(yīng)扣除溫度應(yīng)變和收縮應(yīng)變，才能得到徐變應(yīng)變。在分析計(jì)算中溫度應(yīng)力與溫度應(yīng)變往往單獨(dú)考慮。到徐變應(yīng)變。在分析計(jì)算中溫度應(yīng)力與溫度應(yīng)變往往

3、單獨(dú)考慮。徐變與收縮則可在一起考慮。徐變與收縮則可在一起考慮。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件1 1、徐變和收縮的基本概念、徐變和收縮的基本概念l徐變變形徐變變形l結(jié)構(gòu)在外荷載作用下產(chǎn)生變形，一般建筑力學(xué)中采用結(jié)構(gòu)在外荷載作用下產(chǎn)生變形，一般建筑力學(xué)中采用簡單的虎克定律描繪應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，把材料看成理簡單的虎克定律描繪應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，把材料看成理想彈性體，應(yīng)力一應(yīng)變成正比。想彈性體，應(yīng)力一應(yīng)變成正比。l實(shí)際上，應(yīng)力實(shí)際上，應(yīng)力應(yīng)變曲線不呈直線，而是緩慢向水應(yīng)變曲線不呈直線，而是緩慢向水平軸線傾斜的曲線，即應(yīng)力滯后于應(yīng)變。這種性質(zhì)稱平軸線傾斜的曲線，即應(yīng)力滯后于應(yīng)變。這種性質(zhì)稱為材料的為材料的“

4、非彈性行為非彈性行為”，具體內(nèi)容分為塑性和徐變，具體內(nèi)容分為塑性和徐變兩類。兩類。徐變、收縮徐變、收縮是混凝土這種粘彈性材料的基本特性是混凝土這種粘彈性材料的基本特性之一，它不但對(duì)之一，它不但對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)影響大橋梁結(jié)構(gòu)影響大，而且，而且持續(xù)的時(shí)間持續(xù)的時(shí)間長長，且其，且其變化過程復(fù)雜變化過程復(fù)雜，不易把握。，不易把握。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l塑性與時(shí)間無關(guān)，只與應(yīng)力大小有關(guān)，塑性與時(shí)間無關(guān)，只與應(yīng)力大小有關(guān)，而徐變而徐變研究的是結(jié)構(gòu)材料在任意荷載、任意小的應(yīng)力研究的是結(jié)構(gòu)材料在任意荷載、任意小的應(yīng)力作用下隨時(shí)間增長所產(chǎn)生的非彈性性質(zhì)作用下隨時(shí)間增長所產(chǎn)生的非彈性性質(zhì)?；炷?。混凝土的徐變

5、性質(zhì)在結(jié)構(gòu)中可能引起兩種現(xiàn)象，其土的徐變性質(zhì)在結(jié)構(gòu)中可能引起兩種現(xiàn)象，其中一種是應(yīng)力不變，但變形隨著時(shí)間的增加而中一種是應(yīng)力不變，但變形隨著時(shí)間的增加而增大，稱為增大，稱為“徐變變形徐變變形”。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件收縮收縮原因原因混凝土的收縮是混凝土硬固由于所含混凝土的收縮是混凝土硬固由于所含水分的蒸發(fā)及其它物理化學(xué)的原因水分的蒸發(fā)及其它物理化學(xué)的原因( (但不是由但不是由于應(yīng)力的原因于應(yīng)力的原因) )產(chǎn)生的體積的縮小。與收縮相產(chǎn)生的體積的縮小。與收縮相反的是混凝土凝固因含水量的增加也導(dǎo)致的體反的是混凝土凝固因含水量的增加也導(dǎo)致的體積的增加。積的增加。收縮變形收縮變形在無荷載情況下

6、，混凝土構(gòu)在無荷載情況下，混凝土構(gòu)件隨時(shí)間緩慢變形，這種變形稱為混凝土件隨時(shí)間緩慢變形，這種變形稱為混凝土的收縮變形。的收縮變形。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件徐變和收縮變形徐變和收縮變形tPP徐變徐變收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，徐變、收縮與溫度應(yīng)變是混雜在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，徐變、收縮與溫度應(yīng)變是混雜在一起的。從實(shí)測(cè)的應(yīng)變中，應(yīng)扣除溫度應(yīng)變?cè)谝黄鸬摹膶?shí)測(cè)的應(yīng)變中，應(yīng)扣除溫度應(yīng)變和收縮應(yīng)變，才能得到徐變應(yīng)變。而在分析計(jì)和收縮應(yīng)變，才能得到徐變應(yīng)變。而在分析計(jì)算中溫度應(yīng)力與溫度應(yīng)變往往單獨(dú)考慮，徐變算中溫度應(yīng)力與溫度應(yīng)變往往單獨(dú)考慮，徐變與收縮則往往在一起考慮。與收縮則往往在一

7、起考慮。 2 2、徐變和收縮的影響、徐變和收縮的影響根據(jù)根據(jù)1990年年CEB-FIP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在時(shí)刻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在時(shí)刻 承受單軸向、不變應(yīng)承受單軸向、不變應(yīng)力為力為 的混凝土構(gòu)件，在時(shí)刻的混凝土構(gòu)件，在時(shí)刻 的總應(yīng)變的總應(yīng)變 可分解為可分解為 t)(t)()( )()()()()(ttttttnTsci加 載 時(shí) 初加 載 時(shí) 初始應(yīng)變始應(yīng)變?cè)谠?時(shí)刻時(shí)刻時(shí)的徐變應(yīng)變時(shí)的徐變應(yīng)變t收縮應(yīng)變收縮應(yīng)變溫度應(yīng)變溫度應(yīng)變由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變)()()(ttci不由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變不由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變)()()(tttTsn在不包括溫度應(yīng)變時(shí)，混凝土的應(yīng)變可進(jìn)一步分解為（下圖）在不包括溫度應(yīng)變時(shí)

8、，混凝土的應(yīng)變可進(jìn)一步分解為（下圖）strfgfavet,)()(e收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l徐變變形的有利影響徐變變形的有利影響大體積混凝土中，徐變可降低溫度應(yīng)力，減小大體積混凝土中，徐變可降低溫度應(yīng)力，減小收縮裂縫收縮裂縫在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)域和因基礎(chǔ)不均勻沉降引起在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)域和因基礎(chǔ)不均勻沉降引起局部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)中局部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)中 ，可削減應(yīng)力峰值等。，可削減應(yīng)力峰值等。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l收縮、徐變變形的不利影響收縮、徐變變形的不利影響在鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等配筋構(gòu)件中，隨時(shí)間在鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等配筋構(gòu)件中，隨時(shí)間而變化的混凝土徐變、收縮受到內(nèi)部配筋的

9、約束將導(dǎo)而變化的混凝土徐變、收縮受到內(nèi)部配筋的約束將導(dǎo)致內(nèi)力的重分布；預(yù)應(yīng)力損失實(shí)際上也是預(yù)應(yīng)力混凝致內(nèi)力的重分布；預(yù)應(yīng)力損失實(shí)際上也是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件內(nèi)力重分布的一種。土構(gòu)件內(nèi)力重分布的一種。預(yù)制的混凝土梁或鋼梁與就地灌筑的混凝土板組成的預(yù)制的混凝土梁或鋼梁與就地灌筑的混凝土板組成的結(jié)合梁，將由于預(yù)制部件與現(xiàn)場(chǎng)澆筑部件之間不同的結(jié)合梁，將由于預(yù)制部件與現(xiàn)場(chǎng)澆筑部件之間不同的徐變、收縮值而導(dǎo)致內(nèi)力的重分布。同樣，梁體的各徐變、收縮值而導(dǎo)致內(nèi)力的重分布。同樣，梁體的各組成部分具有不同的徐變、收縮特性者亦將由于變形組成部分具有不同的徐變、收縮特性者亦將由于變形不同、相互制約而引起內(nèi)力或應(yīng)力的變化。

10、不同、相互制約而引起內(nèi)力或應(yīng)力的變化。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l收縮、徐變變形的不利影響（續(xù)）收縮、徐變變形的不利影響（續(xù)）分階段施工的預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在施分階段施工的預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在施工過程中發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時(shí)，從前期結(jié)構(gòu)繼承下工過程中發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時(shí)，從前期結(jié)構(gòu)繼承下來的應(yīng)力狀態(tài)所產(chǎn)生的徐變受到后期結(jié)構(gòu)的約來的應(yīng)力狀態(tài)所產(chǎn)生的徐變受到后期結(jié)構(gòu)的約束，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力與支點(diǎn)反力的重分布。束，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力與支點(diǎn)反力的重分布。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l收縮、徐變變形的不利影響（續(xù)）收縮、徐變變形的不利影響（續(xù)）另外，外加強(qiáng)迫變形如支座沉降或支座標(biāo)高調(diào)另外，外加

11、強(qiáng)迫變形如支座沉降或支座標(biāo)高調(diào)整所產(chǎn)生的約束內(nèi)力，也將在混凝土徐變的過整所產(chǎn)生的約束內(nèi)力，也將在混凝土徐變的過程中發(fā)生變化，部分約束內(nèi)力將逐漸釋放。程中發(fā)生變化，部分約束內(nèi)力將逐漸釋放。 徐變對(duì)細(xì)長混凝土壓桿所產(chǎn)生的附加撓度是驗(yàn)徐變對(duì)細(xì)長混凝土壓桿所產(chǎn)生的附加撓度是驗(yàn)算壓桿屈曲穩(wěn)定所不能忽視的問題。算壓桿屈曲穩(wěn)定所不能忽視的問題。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件3 3、徐變和收縮的基本理論、徐變和收縮的基本理論橋梁結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)分階段，按施工順序考慮收縮橋梁結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)分階段，按施工順序考慮收縮徐變效應(yīng)。徐變效應(yīng)。靜定結(jié)構(gòu)的收縮、徐變僅引起結(jié)構(gòu)的變形；靜定結(jié)構(gòu)的收縮、徐變僅引起結(jié)構(gòu)的變形；超靜

12、定結(jié)構(gòu)的收縮、徐變引起次內(nèi)力。超靜定結(jié)構(gòu)的收縮、徐變引起次內(nèi)力。計(jì)算方法分為基于微分方程的理論分析和基于代計(jì)算方法分為基于微分方程的理論分析和基于代數(shù)方程的有限元方法。數(shù)方程的有限元方法。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件徐變的有限元計(jì)算方法徐變的有限元計(jì)算方法 有效模量法有效模量法如用按齡期調(diào)整得到有效模量如用按齡期調(diào)整得到有效模量 代替混凝代替混凝土的彈性模量土的彈性模量E，則在第，則在第ti-ti-1個(gè)時(shí)間內(nèi)，因徐個(gè)時(shí)間內(nèi)，因徐變、收縮產(chǎn)生的應(yīng)力或內(nèi)力增量與應(yīng)變?cè)隽恐儭⑹湛s產(chǎn)生的應(yīng)力或內(nèi)力增量與應(yīng)變?cè)隽恐g具有線性關(guān)系，因而可利用求解彈性結(jié)構(gòu)的間具有線性關(guān)系，因而可利用求解彈性結(jié)構(gòu)的方

13、法求解混凝土收縮徐變問題，在采用剛度法方法求解混凝土收縮徐變問題，在采用剛度法時(shí)，只需將剛度矩陣時(shí)，只需將剛度矩陣E用用 代替即可。代替即可。 )t ,t (Eii1)t ,t (Eii1收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件徐變、收縮求解的基礎(chǔ)是應(yīng)力應(yīng)變方程的表達(dá)徐變、收縮求解的基礎(chǔ)是應(yīng)力應(yīng)變方程的表達(dá)線性疊加原理線性疊加原理 應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系的增量形式表達(dá)式應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系的增量形式表達(dá)式 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件線性疊加原理線性疊加原理根據(jù)試驗(yàn)研究根據(jù)試驗(yàn)研究, ,當(dāng)混凝土應(yīng)力不超過極限強(qiáng)度的當(dāng)混凝土應(yīng)力不超過極限強(qiáng)度的40405050時(shí)，混凝土徐變終極變形與初始瞬時(shí)彈性變形呈線性關(guān)系，時(shí)

14、，混凝土徐變終極變形與初始瞬時(shí)彈性變形呈線性關(guān)系，否則呈非線性關(guān)系。否則呈非線性關(guān)系。在一般情況下，混凝土應(yīng)力都是小于在一般情況下，混凝土應(yīng)力都是小于R R/2/2，因此屬于線性，因此屬于線性徐變，此時(shí)分批施加應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變可以采用疊加原理。徐變，此時(shí)分批施加應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變可以采用疊加原理。混凝土試件的試驗(yàn)都說明疊加原理對(duì)基本徐變符合得很好，混凝土試件的試驗(yàn)都說明疊加原理對(duì)基本徐變符合得很好，但對(duì)于包括干縮徐變的總徐變來說，由疊加原理所得出的但對(duì)于包括干縮徐變的總徐變來說，由疊加原理所得出的徐變恢復(fù)一般大于實(shí)際恢復(fù)。徐變恢復(fù)一般大于實(shí)際恢復(fù)。因此，應(yīng)用疊加原理對(duì)遞減荷載將會(huì)產(chǎn)生少量偏差。雖

15、然因此，應(yīng)用疊加原理對(duì)遞減荷載將會(huì)產(chǎn)生少量偏差。雖然存在著缺點(diǎn)，疊加原理仍是設(shè)計(jì)工作中有價(jià)值的工具。存在著缺點(diǎn)，疊加原理仍是設(shè)計(jì)工作中有價(jià)值的工具。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件線性疊加原理線性疊加原理),(),(1 )()(),(1 )()(),(010000ttEtEtsiniii收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系的增量形式表達(dá)式應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系的增量形式表達(dá)式 l從混凝土應(yīng)力從混凝土應(yīng)力應(yīng)變的線性關(guān)系和疊加原理應(yīng)變的線性關(guān)系和疊加原理出發(fā)，引入老化系數(shù)的概念，并假定混凝土彈出發(fā)，引入老化系數(shù)的概念，并假定混凝土彈性模量為常數(shù)，可推導(dǎo)出在不變荷載作用下，性模量為常數(shù)，可推導(dǎo)出在

16、不變荷載作用下，徐變、收縮導(dǎo)致的應(yīng)變?cè)隽亢蛻?yīng)力增量之間的徐變、收縮導(dǎo)致的應(yīng)變?cè)隽亢蛻?yīng)力增量之間的代數(shù)方程表達(dá)式（代數(shù)方程表達(dá)式（TrTrst stBazBazntnt法）。設(shè)法）。設(shè)ti為計(jì)算時(shí)刻，應(yīng)力與應(yīng)變?cè)隽康年P(guān)系式為：為計(jì)算時(shí)刻，應(yīng)力與應(yīng)變?cè)隽康年P(guān)系式為： 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijijjiiiiiiicsiicstttttttEttttttEtttt考慮了混凝土彈性模量隨時(shí)間的變化，還考慮了初應(yīng)力和考慮了混凝土彈性模量隨時(shí)間的變化，還考慮了初應(yīng)力和初應(yīng)變形成的歷史。初應(yīng)變形成的歷史。 收縮

17、徐變分析課件收縮徐變分析課件同理可寫出截面曲率與彎矩增量之間的關(guān)系式同理可寫出截面曲率與彎矩增量之間的關(guān)系式 ),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijicjjiiiiciiicsiicsttttttItEtMttttItEttMtt收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件根據(jù)彈性模量和按齡期調(diào)整的有效模量的關(guān)系：根據(jù)彈性模量和按齡期調(diào)整的有效模量的關(guān)系： ),(),(1),(),(1111iiiiiiiittttttEttE并設(shè)并設(shè) ),(),()(),(),(111iijijiiiitttttEttEtt收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件),()()

18、,(),(),(),(),(1111111iisjijiijiiicsiiciicstttMttEttttttEIttM),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijicjjiiiiciiicsiicsttttttItEtMttttItEttMtt收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件),()(),(),(),(),(),(1111111iisjijiijiiicsiiciicstttttEttttttEAttN收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件單元結(jié)點(diǎn)力增量和結(jié)點(diǎn)位移增量關(guān)系單元結(jié)點(diǎn)力增量和結(jié)點(diǎn)位移增量關(guān)系的矩陣表達(dá)式的矩陣表達(dá)式 采用有限元進(jìn)行徐變、收

19、縮分析，重點(diǎn)是確定采用有限元進(jìn)行徐變、收縮分析，重點(diǎn)是確定結(jié)構(gòu)考慮徐變、收縮的剛度矩陣，以及荷載矩結(jié)構(gòu)考慮徐變、收縮的剛度矩陣，以及荷載矩陣。陣。根據(jù)前面的討論，如果采用基于矩陣位移法的根據(jù)前面的討論，如果采用基于矩陣位移法的有限元方法時(shí)，只需將剛度矩陣中的有限元方法時(shí)，只需將剛度矩陣中的E E用用E E代代替，即可形成考慮混凝土徐變、收縮效應(yīng)的單替，即可形成考慮混凝土徐變、收縮效應(yīng)的單元?jiǎng)偠染仃?。元?jiǎng)偠染仃嚒?收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件收縮、徐變荷載矩陣收縮、徐變荷載矩陣l根據(jù)有限元形成荷載矩陣的原理，如對(duì)結(jié)構(gòu)中根據(jù)有限元形成荷載矩陣的原理，如對(duì)結(jié)構(gòu)中任一平面梁單元任一平面梁單元aba

20、b施加約束，使在第施加約束，使在第 titi-1個(gè)時(shí)間內(nèi)結(jié)點(diǎn)變位增量保持為個(gè)時(shí)間內(nèi)結(jié)點(diǎn)變位增量保持為0 0，得出結(jié)點(diǎn)約，得出結(jié)點(diǎn)約束（或鎖定）產(chǎn)生的軸向力增量和結(jié)點(diǎn)彎矩增束（或鎖定）產(chǎn)生的軸向力增量和結(jié)點(diǎn)彎矩增量量 ，即為荷載列陣。，即為荷載列陣。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件),(),()(),(),(1,111,iisabcjijabijjiiicsabttAttEtNttttN),(),()(),(),(1,111,iisbacjijbaijjiiicsbattAttEtNttttN),(),()(),(),(1,111,iisabcjijabijjiiicsabttIttEtMtt

21、ttM),(),()(),(),(1,111,iisbacjijbaijjiiicsbattIttEtMttttM收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l又根據(jù)單元的平衡方程，可寫出剪力的增又根據(jù)單元的平衡方程，可寫出剪力的增量表達(dá)式：量表達(dá)式： lttMttMttQttQiicsbaiicsabiicsbaiicsab),(),(),(),(1,1,1,1,收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件結(jié)點(diǎn)力和結(jié)點(diǎn)位移列陣結(jié)點(diǎn)力和結(jié)點(diǎn)位移列陣TbababaabababeMQNMQNFTbbbaaaevuvu收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件徐變剛度矩陣徐變剛度矩陣lIlIlIlIlAlIlIlIlIlAlIlIl

22、IlIlAlIlIlIlIlAttEzzzzzzzzzzzzzzzziie460612000260612000260612000460612000),(2232232232231K收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件徐變單元平衡方程徐變單元平衡方程eeeKF收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件4 4、有限元逐步計(jì)算的步驟和方法、有限元逐步計(jì)算的步驟和方法 l結(jié)構(gòu)單元和計(jì)算時(shí)間的劃分結(jié)構(gòu)單元和計(jì)算時(shí)間的劃分l將計(jì)算時(shí)間從施工開始到竣工后收縮、徐變完成，劃將計(jì)算時(shí)間從施工開始到竣工后收縮、徐變完成，劃分為若干階段，每一階段劃分為若干時(shí)間間隔。以施分為若干階段，每一階段劃分為若干時(shí)間間隔。以施工階段的起迄時(shí)

23、間、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的時(shí)間、加載或卸工階段的起迄時(shí)間、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的時(shí)間、加載或卸載的時(shí)刻，作為各階段與時(shí)間間隔的分界點(diǎn)。載的時(shí)刻，作為各階段與時(shí)間間隔的分界點(diǎn)。l將各階段的已成結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)梁單元，使每個(gè)單將各階段的已成結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)梁單元，使每個(gè)單元的混凝土具有均一的收縮、徐變特性，整個(gè)結(jié)構(gòu)理元的混凝土具有均一的收縮、徐變特性，整個(gè)結(jié)構(gòu)理想化為結(jié)點(diǎn)，通過結(jié)點(diǎn)相互聯(lián)結(jié)的單元集合體。結(jié)點(diǎn)想化為結(jié)點(diǎn)，通過結(jié)點(diǎn)相互聯(lián)結(jié)的單元集合體。結(jié)點(diǎn)則假定位于相鄰單元接觸面的重心軸上。則假定位于相鄰單元接觸面的重心軸上。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l在體系轉(zhuǎn)換后，第在體系轉(zhuǎn)換后，第i i個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算步

24、驟：個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算步驟： l確定各單元的初始結(jié)點(diǎn)力，包括上一個(gè)時(shí)間間隔終確定各單元的初始結(jié)點(diǎn)力，包括上一個(gè)時(shí)間間隔終了的結(jié)點(diǎn)力與本時(shí)間間隔開始時(shí)新加荷載轉(zhuǎn)移置于了的結(jié)點(diǎn)力與本時(shí)間間隔開始時(shí)新加荷載轉(zhuǎn)移置于各結(jié)點(diǎn)的等效結(jié)點(diǎn)荷載（其中包括預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的等各結(jié)點(diǎn)的等效結(jié)點(diǎn)荷載（其中包括預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的等效結(jié)點(diǎn)荷載）。效結(jié)點(diǎn)荷載）。l確定各單元的初始結(jié)點(diǎn)位移。確定各單元的初始結(jié)點(diǎn)位移。l在第在第i i個(gè)時(shí)間間隔開始時(shí)（個(gè)時(shí)間間隔開始時(shí)（t ti-1i-1時(shí)刻），鎖定已完成結(jié)時(shí)刻），鎖定已完成結(jié)構(gòu)的所有單元的結(jié)點(diǎn)。求鎖定力，組集結(jié)點(diǎn)力列陣。構(gòu)的所有單元的結(jié)點(diǎn)。求鎖定力，組集結(jié)點(diǎn)力列陣。 收縮徐變分析課件收縮

25、徐變分析課件TibaibaibaiabiabiabeiMQNMQN,R在第在第i個(gè)時(shí)間間隔終了時(shí)，即個(gè)時(shí)間間隔終了時(shí)，即ti時(shí)刻，解除所有結(jié)點(diǎn)的鎖定，時(shí)刻，解除所有結(jié)點(diǎn)的鎖定，對(duì)各單元施加反鎖定結(jié)點(diǎn)力。對(duì)各單元施加反鎖定結(jié)點(diǎn)力。 TibaibaibaiabiabiabeieiMQNMQN,RF單元的按齡期調(diào)整的有效彈性模量，建立按各單元局部單元的按齡期調(diào)整的有效彈性模量，建立按各單元局部坐標(biāo)系計(jì)算的單元的徐變換算剛度矩陣坐標(biāo)系計(jì)算的單元的徐變換算剛度矩陣 。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件LILILILILILILILILALALILILILILILILILILALAEiiei46026061

26、2061200000260460612061200000222323222323)1,(,K收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l建立按各單元局部坐標(biāo)單元的平衡方程建立按各單元局部坐標(biāo)單元的平衡方程 eieieiKF,通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將各單元結(jié)點(diǎn)力增量列陣組集成按結(jié)構(gòu)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將各單元結(jié)點(diǎn)力增量列陣組集成按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)計(jì)算的結(jié)點(diǎn)荷載列矩陣總坐標(biāo)計(jì)算的結(jié)點(diǎn)荷載列矩陣 。將各單元的剛度矩陣組集成結(jié)構(gòu)的徐變換算剛度矩陣將各單元的剛度矩陣組集成結(jié)構(gòu)的徐變換算剛度矩陣 。收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l建立按總坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)構(gòu)平衡方程建立按總坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)構(gòu)平衡方程 解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計(jì)算的，在第解方

27、程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計(jì)算的，在第i個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的全部結(jié)點(diǎn)的位移增量的全部結(jié)點(diǎn)的位移增量 。通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計(jì)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)點(diǎn)位移增量算的結(jié)點(diǎn)位移增量 。iiiKP,收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l解得單元局部坐標(biāo)系下的結(jié)點(diǎn)力增量解得單元局部坐標(biāo)系下的結(jié)點(diǎn)力增量 解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計(jì)算的，在第解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計(jì)算的，在第i個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的全部結(jié)點(diǎn)的位移增量的全部結(jié)點(diǎn)的位移增量 。通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計(jì)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)點(diǎn)位移增量算的結(jié)

28、點(diǎn)位移增量 。eieieiRFF收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件照上述計(jì)算步驟，可求得已成結(jié)構(gòu)全部單元在第照上述計(jì)算步驟，可求得已成結(jié)構(gòu)全部單元在第i i個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，由收縮、徐變產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)力增量與結(jié)點(diǎn)位間間隔內(nèi)，由收縮、徐變產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)力增量與結(jié)點(diǎn)位移增量。以上述增量分別加到該時(shí)間間隔開始時(shí)有關(guān)移增量。以上述增量分別加到該時(shí)間間隔開始時(shí)有關(guān)的結(jié)點(diǎn)力與結(jié)點(diǎn)位移上，即可得出該時(shí)間間隔終了時(shí)的結(jié)點(diǎn)力與結(jié)點(diǎn)位移上，即可得出該時(shí)間間隔終了時(shí)各單元的結(jié)點(diǎn)力和結(jié)點(diǎn)位移的狀態(tài)。據(jù)此，即可進(jìn)入各單元的結(jié)點(diǎn)力和結(jié)點(diǎn)位移的狀態(tài)。據(jù)此，即可進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算。下一個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算。這樣，從施工開始到任一時(shí)間

29、間隔的開始或終了，結(jié)這樣，從施工開始到任一時(shí)間間隔的開始或終了，結(jié)構(gòu)全部結(jié)點(diǎn)的力與位移狀態(tài)均可逐一求得。構(gòu)全部結(jié)點(diǎn)的力與位移狀態(tài)均可逐一求得。 收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件l結(jié)構(gòu)單元和計(jì)算時(shí)間的劃分結(jié)構(gòu)單元和計(jì)算時(shí)間的劃分l在體系轉(zhuǎn)換后，第在體系轉(zhuǎn)換后，第i i個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算步驟個(gè)時(shí)間間隔的計(jì)算步驟l建立按各單元局部坐標(biāo)單元的平衡方程建立按各單元局部坐標(biāo)單元的平衡方程l建立按總坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)構(gòu)平衡方程建立按總坐標(biāo)系計(jì)算的結(jié)構(gòu)平衡方程l解得單元局部坐標(biāo)系下的結(jié)點(diǎn)力增量解得單元局部坐標(biāo)系下的結(jié)點(diǎn)力增量收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件讀入總體結(jié)構(gòu)信息讀入總體結(jié)構(gòu)信息讀入預(yù)應(yīng)力信息讀入預(yù)應(yīng)力信息

30、讀入施工階段信息讀入施工階段信息開始開始結(jié)點(diǎn)、單元、約結(jié)點(diǎn)、單元、約束、荷載、截面束、荷載、截面及材料及材料單元需要定義安裝（拆單元需要定義安裝（拆除 ） 階 段 ； 約 束 生 效除 ） 階 段 ； 約 束 生 效（去除）（去除）階段階段；荷載；荷載生生效（去除）階段效（去除）階段；截面；截面及材料，包括徐變系數(shù)及材料，包括徐變系數(shù)計(jì)算需要的構(gòu)件理論厚計(jì)算需要的構(gòu)件理論厚度等。度等。預(yù)應(yīng)力線形、張拉預(yù)應(yīng)力線形、張拉力、張拉階段、計(jì)力、張拉階段、計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失需要算預(yù)應(yīng)力損失需要的其他參數(shù)。的其他參數(shù)。每一階段起至?xí)r間、每一階段起至?xí)r間、階段內(nèi)結(jié)構(gòu)改變的階段內(nèi)結(jié)構(gòu)改變的信息。信息?？傮w收縮、徐

31、變信息總體收縮、徐變信息收縮徐變計(jì)算理論控制信息、加載齡收縮徐變計(jì)算理論控制信息、加載齡期信息、平均濕度等期信息、平均濕度等轉(zhuǎn)入施工階段分析轉(zhuǎn)入施工階段分析收縮徐變分析課件收縮徐變分析課件本階段及以前階段安裝的單本階段及以前階段安裝的單元及結(jié)點(diǎn)；本階段施加的荷元及結(jié)點(diǎn)；本階段施加的荷載；本階段及以前階段的約載；本階段及以前階段的約束，約束解除不僅改變結(jié)點(diǎn)束，約束解除不僅改變結(jié)點(diǎn)ID表，同時(shí)考慮約束改變后表，同時(shí)考慮約束改變后產(chǎn)生的負(fù)反力。產(chǎn)生的負(fù)反力。K=P Kee=Fe施工階段循環(huán)施工階段循環(huán)形成階段單元、結(jié)點(diǎn)、形成階段單元、結(jié)點(diǎn)、約束、荷載信息約束、荷載信息組集階段彈性剛度矩陣、彈性荷載列陣組集階段彈性剛度矩陣、彈性荷載列陣求解階段結(jié)構(gòu)彈性平衡方程，求出結(jié)求解階段結(jié)構(gòu)彈性平衡方程，求出結(jié)點(diǎn)位移、單元彈性結(jié)點(diǎn)荷載點(diǎn)位移、單元彈性結(jié)點(diǎn)荷載輸出階段彈性分析結(jié)果輸出階段彈性分析結(jié)果荷載包括預(yù)應(yīng)力、階