邁達斯預應力混凝土T梁的分析與設計

2022-12-04 07:24:03 字數 3697 閱讀 2543

北京邁達斯技術****

概要本例題使用乙個簡單的預應力混凝土兩跨連續梁模型(圖1)來重點介紹midas/civil軟體的施工階段分析功能、鋼束預應力荷載的輸入方法以及檢視分析結果的方法、移動荷載的輸入方法和檢視分析結果的方法、psc截面鋼筋的輸入方法、設計資料的輸入方法和檢視分析結果的方法等。

圖1. 分析模型

橋梁概況及一般截面

分析模型為乙個兩跨連續梁,其鋼束的布置如圖2所示,分為兩個階段來施工。

橋梁形式:兩跨連續的預應力混凝土梁

橋梁長度:l = 30@2 = 60.0 m

圖2. 立面圖和剖面圖

注:圖2中b表示設定的鋼絞線的圓弧的切線點。

預應力混凝土梁的分析與設計步驟

預應力混凝土梁的分析步驟如下。

1. 定義材料和截面

2. 建立結構模型

3. 輸入psc截面鋼筋

4. 輸入荷載

恆荷載鋼束特性和形狀

鋼束預應力荷載

5. 定義施工階段

6. 輸入移動荷載資料

定義車道

定義車輛

移動荷載工況

7. 執行結構分析

8. 檢視分析結果

9. psc設計

psc設計引數確定

執行設計

檢視設計結果

使用的材料及其容許應力

混凝土採用jtg04(rc)規範的c50混凝土

鋼材採用jtg04(s)規範,在資料庫中選strand1860

荷載 恆荷載

自重 在程式中按自重輸入

預應力鋼束(φ15.2 mm×31)

截面面積: au = 4340 mm2

孔道直徑: 130 mm

鋼筋鬆弛係數(開),選擇jtg04和0.3(低鬆弛)

超張拉(開)

預應力鋼筋抗拉強度標準值(fpk):1860n/mm^2

預應力鋼筋與管道壁的摩擦係數:0.25

管道每公尺區域性偏差對摩擦的影響係數:1.5e-006(1/mm)

錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值:

開始點:6mm

結束點:6mm

張拉力:抗拉強度標準值的75%

徐變和收縮

條件水泥種類係數(bsc): 5 (5代表普通矽酸鹽水泥)

28天齡期混凝土立方體抗壓強度標準值,即標號強度(fcu,f):5000tonf/m^2

長期荷載作用時混凝土的材齡:5天

混凝土與大氣接觸時的材齡:3天

相對濕度:

大氣或養護溫度:

構件理論厚度:程式計算

適用規範:中國規範(jtg d62-2004)

徐變係數: 程式計算

混凝土收縮變形率: 程式計算

移動荷載

適用規範:公路工程技術標準(jtg b01-2003)

荷載種類:公路i級,車道荷載,即ch-cd

開啟新檔案(新專案),以 『psc beam』 為名儲存(儲存)。

將單位體系設定為 『tonf』和『m』。該單位體系可根據輸入資料的種類任意轉換。

檔案 / 新專案

檔案 / 儲存 ( t-psc-beam )

工具 / 單位體系

長度》 m ; 力》tonf

圖3. 設定單位體系

定義材料和截面

下面定義psc beam所使用的混凝土和鋼束的材料特性。

模型 / 材料和截面特性 / 材料

型別》混凝土 ; 規範》 jtg04(rc)

資料庫》 c50

名稱(strand1860 ) ; 型別》鋼材 ; 規範》 jtg04(s)

資料庫》 strand1860

圖4. 定義材料對話方塊

定義截面

psc beam的截面使用比較簡單的t形截面來定義。

模型 /材料和截面特性 / 截面

資料庫/使用者》 截面號 ( 1 ) ; 名稱 (t-beam section)

截面型別》psc-工形

截面名稱:none

對稱:(開) ; 剪下驗算:(開);

z1自動:(開); z2自動: (開)

抗剪用最小腹板厚度: (開)

t1:自動(開); t2:自動(開); t3:自動(開)

抗扭用: (開)

hl1:0.2 ; hl2:0.05 ; hl3:1.15 ; hl4:0.25 ; hl5:0.25

bl1:0.11 ; bl2:0.75 ; bl4:0.35 ;

考慮剪下變形(開)

偏心》中-下部

圖5. 定義截面的對話方塊

定義材料時間依存特性並連線

為了考慮徐變、收縮以及抗壓強度的變化,下面定義材料的時間依存特性。

材料的時間依存特性參照以下資料來輸入。

28天強度 : fck = 5000 tonf/m2

相對濕度 : rh = 70 %

理論厚度 : 1m(採用程式自動計算)

拆模時間 : 3天

模型 /材料和截面特性 / 時間依存性材料(徐變和收縮)

名稱 (shrink and creep) ; 設計標準》china(jtg d62-2004)

28天材齡抗壓強度 (5000)

環境年平均相對濕度(40 ~ 99) (70)

構件的理論厚度 (1)

水泥種類係數(bsc):5

開始收縮時的混凝土材齡 (3)

圖6. 定義材料的徐變和收縮特性

修改單元的理論厚度

模型/材料和截面特性/修改單元的材料時間依存特性

選項》新增/替換

單元依存材料特性》構件的理論厚度

自動計算(開)

規範》中國標準

公式為:a( 0 )

圖7.修改單元理論厚度

參照圖8將一般材料特性和時間依存材料特性相連線。即將時間依存材料特性賦予相應的材料。

模型 / 材料和截面特性 / 時間依存材料連線

時間依存材料型別》徐變和收縮》徐變和收縮

選擇指定的材料》材料》1:c50 選擇的材料

圖8. 連線時間依存材料特性

建立結構模型

利用建立節點和擴充套件單元的功能來建立單元。

點格(關) ; 捕捉點(關) ; 捕捉軸線(關)

正面 ; 自動對齊

模型》節點》 建立節點

座標 (0,0,0)

模型》單元》 擴充套件單元

全選擴充套件型別》節點線單元

單元型別》梁單元 ; 材料》1:c50 ; 截面》 1: t-beam section

生成形式》複製和移動

複製和移動》等間距》dx,dy,dz>(2, 0, 0)

複製次數》(30)

圖9. 建立幾何模型

定義結構組、邊界條件組和荷載組

為了進行施工階段分析,將在各施工階段(construction stage)所要啟用和鈍化的單元和邊界條件定義為組,並利用組來定義施工階段。

組》結構租 >新建…

定義結構組》名稱( structure ) ; 字尾 ( 1to2 )

定義結構組》名稱 ( all )

單元號 (on)

視窗選擇 (單元 : 1 to 18)

組》結構組》 structure1 (拖&放)

視窗選擇 (單元 : 19 to 30)

組》結構組》 structure2 (拖&放)

全選組》結構組》all (拖&放)

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