橋梁收縮徐變及Midas實現(xiàn)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1橋梁橋梁(qioling)收縮徐變及收縮徐變及Midas實現(xiàn)實現(xiàn)第一頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第1頁/共51頁第二頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第2頁/共51頁第三頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第3頁/共51頁第四頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第4頁/共51頁第五頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第5頁/共51頁第六頁，共52頁。

2、蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpztPP徐變徐變第6頁/共51頁第七頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第7頁/共51頁第八頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第8頁/共51頁第九頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第9頁/共51頁第十頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第10頁/共51頁第十一頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第1

3、1頁/共51頁第十二頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第12頁/共51頁第十三頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz)t ,t (Eii1)t ,t (Eii1第13頁/共51頁第十四頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第14頁/共51頁第十五頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第15頁/共51頁第十六頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz根據(jù)疊加原理，對于在時刻0施加

4、初應(yīng)力)(0，又在不同的時刻), 2 , 1(nii分階段施加應(yīng)力增量)(i的混凝土，其在以后任何時刻t包括收縮應(yīng)變在內(nèi)的總應(yīng)變可以表達(dá)為： ),(),(1 )()(),(1 )()(),(010000ttEtEtsiniii第16頁/共51頁第十七頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第17頁/共51頁第十八頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijijjiiiiiiicsiicstttttttEttttttEtttt

5、式中：),(1iicstt、),(1iicstt1it至it時間內(nèi)由徐變、收縮引起的應(yīng)變增量和應(yīng)力增量； )(jt時刻jt的應(yīng)力增量； ),(1iistt1it至it時間內(nèi)由收縮引起的應(yīng)變增量； )(jtE時刻jt的彈性模量； ),(1iitt老化系數(shù)。 考慮了混凝土彈性模量隨時間的變化，還考慮了初應(yīng)力考慮了混凝土彈性模量隨時間的變化，還考慮了初應(yīng)力(yngl)(yngl)和初和初應(yīng)變形成的歷史。應(yīng)變形成的歷史。 第18頁/共51頁第十九頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz同理可寫出截面同理可寫出截面(jimin)曲率與彎矩增量之間的關(guān)系曲率與彎矩

6、增量之間的關(guān)系式式 ),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijicjjiiiiciiicsiicsttttttItEtMttttItEttMtt式中：),(1iicstt、),(1iicsttM1it至it時間內(nèi)由徐變、收縮引起的曲率增量和彎矩增量； )(jtM時刻jt的彎矩增量； ),(1iistt1it至it時間內(nèi)由收縮引起的曲率增量； )(jtE時刻jt的彈性模量； cI混凝土截面的抗彎慣性矩。 第19頁/共51頁第二十頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz根據(jù)彈性模量和按齡期調(diào)整的有效根據(jù)彈性

7、模量和按齡期調(diào)整的有效(yuxio)模量的關(guān)系：模量的關(guān)系： ),(),(1),(),(1111iiiiiiiittttttEttE并設(shè)并設(shè) ),(),()(),(),(111iijijiiiitttttEttEtt第20頁/共51頁第二十一頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz),()(),(),(),(),(),(1111111iisjijiijiiicsiiciicstttMttEttttttEIttM),(),(),()()(),(),(1 )(),(),(111111111iisijiijicjjiiiiciiicsiicsttttttIt

8、EtMttttItEttMtt第21頁/共51頁第二十二頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz若以),(1iicstt為通過形心點的應(yīng)力增量，則軸力增量可寫為： ),()(),(),(),(),(),(1111111iisjijiijiiicsiiciicstttttEttttttEAttN由以上公式可知，如用按齡期調(diào)整的有效模量),(1iittE代替混凝土的彈性模量),(1iittE，則在第1iitt個時間內(nèi)，因徐變、收縮產(chǎn)生的應(yīng)力或內(nèi)力增量與應(yīng)變增量之間具有線性關(guān)系，因而可以利用解彈性結(jié)構(gòu)的方法來求解混凝土結(jié)構(gòu)的徐變、收縮問題。 第22頁/共51

9、頁第二十三頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第23頁/共51頁第二十四頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第24頁/共51頁第二十五頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz),(),()(),(),(1,111,iisabcjijabijjiiicsabttAttEtNttttN),(),()(),(),(1,111,iisbacjijbaijjiiicsbattAttEtNttttN),(),()(),(),(1,111,iisabcjijabijjiiic

10、sabttIttEtMttttM),(),()(),(),(1,111,iisbacjijbaijjiiicsbattIttEtMttttM第25頁/共51頁第二十六頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzlttMttMttQttQiicsbaiicsabiicsbaiicsab),(),(),(),(1,1,1,1,第26頁/共51頁第二十七頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzTbababaabababeMQNMQNFTbbbaaaevuvu第27頁/共51頁第二十八頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jio

11、tng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzlIlIlIlIlAlIlIlIlIlAlIlIlIlIlAlIlIlIlIlAttEzzzzzzzzzzzzzzzziie460612000260612000260612000460612000),(2232232232231K第28頁/共51頁第二十九頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzeeeKF第29頁/共51頁第三十頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第30頁/共51頁第三十一頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpz

12、lpz第31頁/共51頁第三十二頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzTibaibaibaiabiabiabeiMQNMQN,R在第在第i個時間個時間(shjin)間隔終了時，即間隔終了時，即ti時刻，解除所有結(jié)點的鎖定，對時刻，解除所有結(jié)點的鎖定，對各單元施加反鎖定結(jié)點力。各單元施加反鎖定結(jié)點力。 TibaibaibaiabiabiabeieiMQNMQN,RF單元的按齡期調(diào)整的有效彈性模量，建立按各單元局部坐標(biāo)系計算單元的按齡期調(diào)整的有效彈性模量，建立按各單元局部坐標(biāo)系計算(j sun)的單元的徐變換算剛度矩陣的單元的徐變換算剛度矩陣 。第32頁

13、/共51頁第三十三頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzLILILILILILILILILALALILILILILILILILILALAEiiei460260612061200000260460612061200000222323222323)1,(,K第33頁/共51頁第三十四頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpzeieieiKF,通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將各單元結(jié)點力增量列陣組集成按結(jié)構(gòu)總坐通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將各單元結(jié)點力增量列陣組集成按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)計算的結(jié)點荷載標(biāo)計算的結(jié)點荷載(hzi)列矩陣列矩陣 。將各單元的剛度

14、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 。第34頁/共51頁第三十五頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計算的，在第解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計算的，在第i個時間間隔內(nèi)的全部個時間間隔內(nèi)的全部(qunb)結(jié)點的位移增量結(jié)點的位移增量 。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)系計算的結(jié)點通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計算的結(jié)點位移增量位移增量 。iiiKP,第35頁/共51頁第三十六頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz解方程得

15、按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計算的，在第解方程得按結(jié)構(gòu)總坐標(biāo)系計算的，在第i個時間個時間(shjin)間隔內(nèi)的全部間隔內(nèi)的全部結(jié)點的位移增量結(jié)點的位移增量 。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)系計算通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將位移增量轉(zhuǎn)換成按單元局部坐標(biāo)系計算的結(jié)點位移增量的結(jié)點位移增量 。eieieiRFF第36頁/共51頁第三十七頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第37頁/共51頁第三十八頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第38頁/共51頁第三十九頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大

16、學(xué)大學(xué)lpzlpz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)力信息讀入施工階段信息讀入施工階段信息開始開始結(jié)點、單元、約結(jié)點、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（拆除單元需要定義安裝（拆除）階段；約束生效（去除）階段；約束生效（去除）階段階段；荷載；荷載生效（去除生效（去除）階段）階段；截面及材料，包；截面及材料，包括徐變系數(shù)計算需要的構(gòu)括徐變系數(shù)計算需要的構(gòu)件理論厚度等。件理論厚度等。預(yù)應(yīng)力線形、張拉預(yù)應(yīng)力線形、張拉力、張拉階段、計力、張拉階段、計算預(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

17、、階段內(nèi)結(jié)構(gòu)改變的信息。的信息?？傮w收縮、徐變信息總體收縮、徐變信息收縮徐變計算理論控制信息、加載齡收縮徐變計算理論控制信息、加載齡期信息、平均濕度等期信息、平均濕度等轉(zhuǎn)入施工階段轉(zhuǎn)入施工階段(jidun)分析分析第39頁/共51頁第四十頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz本階段及以前階段安裝本階段及以前階段安裝(nzhung)的單元及結(jié)點；本階段施加的荷載；的單元及結(jié)點；本階段施加的荷載；本階段及以前階段的約束，約束解除本階段及以前階段的約束，約束解除不僅改變結(jié)點不僅改變結(jié)點ID表，同時考慮約束改表，同時考慮約束改變后產(chǎn)生的負(fù)反力。變后產(chǎn)生的負(fù)反

18、力。K=P Kee=Fe施工施工(sh gng)階階段循環(huán)段循環(huán)形成階段單元、結(jié)點、約束形成階段單元、結(jié)點、約束、荷載信息、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)點位移、單求解階段結(jié)構(gòu)彈性平衡方程，求出結(jié)點位移、單元彈性結(jié)點荷載元彈性結(jié)點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、階段溫度荷載包括預(yù)應(yīng)力、階段溫度效應(yīng)，不考慮收縮、徐變，效應(yīng)，不考慮收縮、徐變，故稱為彈性荷載列陣。故稱為彈性荷載列陣。轉(zhuǎn)入徐變分析階段轉(zhuǎn)入徐變分析階段第40頁/共51頁第四十一頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jio

19、tng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz徐變剛度矩陣徐變剛度矩陣(j zhn)為為K，徐變荷載列陣為該階段彈，徐變荷載列陣為該階段彈性荷載、以前階段荷載考慮性荷載、以前階段荷載考慮徐變后得到的。徐變后得到的。K=P 組集徐變剛度組集徐變剛度(n d)矩陣、徐變荷載列矩陣、徐變荷載列陣陣求解階段結(jié)構(gòu)徐變平衡方程，求出結(jié)點位移、單求解階段結(jié)構(gòu)徐變平衡方程，求出結(jié)點位移、單元徐變結(jié)點荷載元徐變結(jié)點荷載輸出階段包括徐變的總結(jié)果輸出階段包括徐變的總結(jié)果轉(zhuǎn)入成橋后活載等分析轉(zhuǎn)入成橋后活載等分析第41頁/共51頁第四十二頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第42頁/共51頁第四十三頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)大學(xué)大學(xué)lpzlpz第43頁/共51頁第四十四頁，共52頁。蘭州交通蘭州交通(jiotng)(jiotng)