钢管砼偏心受压构件的徐变分析

钢管砼结构徐变由于物理状况上封闭、干硬性、养生时不浇水,受力上卸载而低于普通砼的徐变,由于徐变导致的钢管和砼的应力[1]重分布十分明显而不可忽视,为了有效计算核心砼徐变导致的重分布应力,在推导轴心受压构件徐变公式的基础上,结合大小偏心受压构件的受力特点,偏安全地考虑最大纤维处的徐变,根据弹性理论及叠加原理推导了钢管砼构件徐变系数的一般计算公式,并测试了轴心受压和偏心受压结构的徐变应变和收缩应变,经比较,徐变计算比较吻合,验证了理论分析.     

方钢管混凝土轴心受压构件的徐变分析

基于混凝土徐变的继效流动理论，结合方钢管混凝土轴心受压构件的受力特点，推导出方钢管混凝土轴心受压构件徐变的计算公式。此徐变计算公式既考虑了钢管混凝土轴心受压构件徐变的特点，又能反应出不同因素对构件徐变的影响。应用这些公式，通过迭代计算得到的钢管混凝土轴心受压构件的徐变，与试验数据符合较好。     

钢管混凝土受压构件徐变分析

混凝土徐变使钢管混凝土构件发生应力重分布。根据弹性徐变理论,按龄期调整的有效模量法,导出了轴心受压和小偏心受压构件长期作用下钢管与核心混凝土徐变应力增量计算公式,计算值与试验结果吻合较好。进一步的数值分析表明,截面含钢率变化会显著影响钢管应力增量值的变化,但对核心混凝土应力增量影响不大;随着偏心率的增大,相同含钢率下钢管与核心混凝土应力增量几乎均呈线性变化。增大截面含钢率可降低钢管由徐变产生的附加内力,但根据截面内力按刚度分配的原则,钢管更多地承担外力,使钢管的总内力呈增大趋势,核心混凝土承受的外力显著减小,不利于钢管混凝土构件性能的发挥。     

钢管混凝土轴心受压构件受核心混凝土徐变的影响分析

当核心混凝土产生徐变时,会出现内力重分布现象,使钢管和混凝土的模量发生变化。通过研究钢管混凝土徐变的特点,分析了核心混凝土徐变对钢管混凝土轴心受压构件强度和稳定性的影响,并提出在不同条件下如何考虑徐变对轴心受压构件稳定承载力的影响。     

徐变对钢管混凝土偏心受压构件挠度的影响分析

在分析钢管混凝土偏心受压构件的徐变分析的基础上，进一步考虑徐变对偏心受压构件挠度的影响进行了分析，构造了一个计算在徐变过程中，钢管混凝土偏心受压构件挠度的计算公式，应用这个方法计算受徐变影响的构件挠度，得出了一些有价值的结论。     

长期荷载作用下钢管混凝土轴心受压构件初始应力分析

在分析弹性工作范围的钢管混凝土轴心受压短柱受力特点的基础上,对在长期荷载作用下钢管混凝土轴心受压构件的初始应力进行了分析。推导出在荷载作用下,三向应力状态的核心混凝土应力计算公式,引进了对钢管混凝土构件截面积的折减系数。与其它初始应力的简化公式的计算结果对比表明,此公式能全面反映含钢率、钢材及混凝土级别等因素对初始实力的影响。     

自锚式悬索桥收缩徐变效应分析

由于自锚式悬索桥的主缆是锚固在加劲梁上的,采用钢筋砼或预应力砼构件的自锚式悬索桥,加劲梁和桥塔的收缩、徐变必然引起主缆和吊索的内力变化,从而导致结构内力和支点反力的重分布以及结构线形的变化,在结构设计时必须考虑砼收缩徐变的影响.采用初应变法推导出考虑砼加荷龄期的结构收缩徐变效应分析的有限元表达式,用FORTRAN语言编写了计算机程序,并以广东佛山平胜大桥为例,进行结构成桥后的收缩徐变效应分析,研究砼收缩徐变效应对自锚式悬索桥结构的影响.     

自锚式悬索桥收缩徐变效应分析

由于自锚式悬索桥的主缆是锚固在加劲梁上的,采用钢筋砼或预应力砼构件的自锚式悬索桥,加劲梁和桥塔的收缩、徐变必然引起主缆和吊索的内力变化,从而导致结构内力和支点反力的重分布以及结构线形的变化,在结构设计时必须考虑砼收缩徐变的影响.采用初应变法推导出考虑砼加荷龄期的结构收缩徐变效应分析的有限元表达式,用FORTRAN语言编写了计算机程序,并以广东佛山平胜大桥为例,进行结构成桥后的收缩徐变效应分析,研究砼收缩徐变效应对自锚式悬索桥结构的影响.     

钢筋混凝土偏心受压构件受压承载力的合理分析

依据弹塑性力学原理,讨论了钢筋混凝土偏心受压构件截面分析的一般方法,研究了构件在轴心压力和弯矩的联合作用下,构件正截面的受力性能及承载力问题.通过理论分析和具体实例,结合钢筋混凝土偏心受压构件的截面计算问题,对教材中传统计算及论文中精确计算的结果进行了比较,认为在进行截面设计时,截面复核的步骤不容忽视,且明确此时轴向力设计值并不等于轴向受压承载力设计值,由此给出合理的分析方法,以便于工程计算及分析的合理化.     

大跨度钢管砼拱桥砼时变模式分析

采用《规范》[1] 提供的徐变系数 ,结合按龄期调整的有效模量法 ,编制了相应的计算程序 .针对主跨度为349m的南宁永和大桥变高度截面钢管砼桁式拱桥进行了数值计算 ,计算结果表明 ,砼的徐变能在一定程度改善钢管砼拱桥结构的受力状况 ,钢管砼拱桥的内力计算应考虑砼徐变的影响     

考虑几何非线性及施工的钢管混凝土拱桥徐变

为研究大跨度钢管混凝土拱桥的徐变行为,基于混凝土徐变的B3模型,采用结构徐变效应分析的龄期调整有效模量法,建立了结构徐变的有限元分析模型.在此基础上,基于协同转动法考虑大跨度结构的几何非线性;利用生死单元技术模拟拱桥的分阶段施工过程;最后结合某大跨度中承式钢管混凝土拱桥,分析了考虑几何非线性和施工过程的徐变效应.数值分析表明:考虑这两个因素后拱肋挠度、钢管应力的变化在10%以内,而拱肋混凝土应力的变化可达50%;在分析大跨度钢管混凝土拱桥的徐变效应时,必须考虑几何非线性及施工过程与徐变的耦合作用.      

钢管砼拱桥徐变分析软件的开发

砼徐变是钢管砼拱桥的基本特性,对钢管砼拱桥的受力和线形有不可忽视的影响.本文介绍了钢管砼拱桥徐变软件的开发原理、系统功能和实现方法,以及它的前后处理、徐变的有限元计算模块.     

钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值研究

基于合理的材料本构关系模型,采用有限元法对长期荷载作用下钢管混凝土柱的变形-时间关系曲线进行了计算,并在此基础上对长期荷载作用下钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值进行了拟合和分析.分析结果表明:在长期荷载作用下,钢管混凝土中核心混凝土的徐变系数终值要明显小于素混凝土;采用0.9作为钢管内核心混凝土的徐变系数终值是合理且偏于安全的.     

徐变对哑铃型钢管混凝土拱桥受力的影响

运用组合梁单元法分析哑铃型钢管混凝土拱桥,可以很方便地获得上下弦钢管及缀板的内力,运用该法并结合按龄期调整的有效模量法,编制了有限元计算程序,采用逐步计算徐变的方法分析了徐变对某哑铃型钢管混凝土拱桥的影响,认为应考虑徐变对预拱度设置和混凝土内力重分布的影响。     

沥青混合料蠕变损伤模型与损伤演化

为定量描述沥青混合料的蠕变特性,考虑沥青混合料在整个蠕变过程中同时存在蠕变硬化机制和蠕变损伤劣化机制,基于分数阶微积分理论,发展了一种相对简单的分数阶蠕变损伤模型,用分数阶Maxwell模型来描述蠕变硬化机制,用损伤应变来表示蠕变损伤劣化机制,并从统计学角度推导出沥青混合料的损伤演化方程;对AC-13沥青混合料进行了不同应力水平(0.179、0.358、0.448、0.537和0.716 MPa)下的单轴压缩蠕变试验,通过Levenberg-Marquardt优化算法进行了非线性拟合,确定了不同应力水平下分数阶蠕变损伤模型的参数与损伤演化曲线;为构建不同应力水平下统一的损伤演化模型,提出了一种统计量化沥青混合料损伤演化的方法,建立了蠕变损伤与损伤应变之间的演化关系。研究结果表明:在不同应力水平下,提出的分数阶蠕变损伤模型与试验结果的判定系数均不小于0.995,适用于描述包括衰减蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段的整个蠕变过程;在衰减蠕变阶段,不同应力水平下沥青混合料的损伤都小于1.0×10-3,相对于蠕变破坏时的损伤0.8可以忽略不计,而进入稳定蠕变阶段以后,损伤逐渐增大;当沥青混合料的蠕变应力超过一定值时会发生蠕变破坏,其流值时间取决于所施加的应力水平;用二参数Weibull分布函数拟合所得的蠕变损伤与损伤应变之间演化关系的判定系数为0.992,说明可以建立不同应力水平下的统一损伤演化模型,且其参数只与材料性能和温度有关,与施加应力大小无关。      

钢管混凝土柱徐变稳定性分析

为了探讨混凝土徐变对钢管混凝土柱轴向荷载作用下长期稳定性的影响,基于能量法和按照龄期调整的有效模量法,应用失稳准则,推导了考虑徐变和屈曲前变形的两端铰接、一端固定一端铰接和悬臂柱3种边界条件下的钢管混凝土柱长期稳定临界力计算公式,研究了该类柱徐变稳定临界力与核心混凝土强度的影响规律,并将规范取值与该临界力进行了对比. 研究结果表明:考虑徐变的钢管混凝土柱稳定临界力与徐变系数有关,相同计算长度但不同边界条件的该类柱徐变稳定临界力一致;核心混凝土强度的提高,会减小徐变对构件稳定临界力的影响;当按现行混凝土结构设计规范对核心混凝土强度等级低于C45的钢管混凝土柱进行设计时,应注意徐变失稳问题;钢管混凝土柱的徐变稳定承载力在前60 d下降明显且占总下降量约80%,在100 d后承载力逐渐趋于稳定.      

四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算方法

提出了四肢变截面钢管混凝土格构柱抗震性能有限元分析方法, 应用OpenSEES通用程序对试件进行建模, 计算了格构柱荷载-位移滞回曲线与水平峰值荷载; 以柱肢坡度、轴压比、长细比、支主管面积比、柱肢钢材强度、混凝土强度、缀管布置形式等为拓展参数, 研究了各参数对变截面平缀管式和斜缀管式钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线的影响规律; 借鉴等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线统一算法的计算框架, 采用等效长度法, 拟合得到四肢变截面钢管混凝土格构柱骨架曲线各特征值(弹性刚度、水平峰值荷载、峰值荷载位移与下降段刚度) 的计算公式; 结合骨架曲线计算模型, 推导了恢复力模型的计算公式, 并进行了实例验证。研究结果表明: 轴压比、长细比、柱肢坡度、支主管面积比和材料参数是影响变截面格构柱抗震性能的关键参数, 且与等截面格构柱影响规律具有共性, 数值相差不超过20%;各试件特征值计算结果与有限元分析结果均吻合良好, 两者之比为0.990~1.029, 均方差为0.105~0.153, 误差基本控制在15%内; 四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算误差小于12%, 计算结果可靠。