預應力混凝土梁的分析

2023-01-01 10:33:04 字數 3303 閱讀 8942

***公司

概要1橋梁概況及一般截面2

預應力混凝土梁的分析順序3

使用的材料及其容許應力4

荷載5設定操作環境6

定義材料和截面7

定義截面8

定義材料的時間依存性並連線9

建立結構模型11

定義結構組、邊界條件組和荷載組12

輸入邊界條件15

輸入荷載16

輸入恆荷載17

輸入鋼束特性值18

輸入鋼束形狀19

輸入鋼束預應力荷載22

定義施工階段24

輸入移動荷載資料29

執行分析33

檢視分析結果34

通過圖形檢視應力34

定義荷載組合38

利用荷載組合檢視應力39

檢視鋼束的分析結果43

檢視荷載組合條件下的內力46

概要本例題使用乙個簡單的兩跨連續梁模型(圖1)來重點介紹midas/civil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等。主要包括分析預應力混凝土結構時定義鋼束特性、鋼束形狀、輸入預應力荷載、定義施工階段等的方法,以及在分析結果中檢視徐變和收縮、鋼束預應力等引起的結構的應力和內力變化特性的步驟和方法。

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 = 2@30 = 60.0 m

圖2. 立面圖和剖面圖

預應力混凝土梁的分析步驟

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. 輸入荷載

恆荷載鋼束特性和形狀

鋼束預應力荷載

4. 定義施工階段

5. 輸入移動荷載資料

6. 執行結構分析

7. 檢視結果

使用的材料及其容許應力

混凝土設計強度:

初期抗壓強度:

彈性模量:ec=3.000wc1.5 √fck+ 70.000 = 3.07×105kgf/cm2

容許應力:

預應力鋼束 (astm a416-92低鬆弛270級,φ15.2mm (0.6" strand)

屈服強度:→

抗拉強度:→

截面面積:

彈性模量:

張拉力: fpi=0.7fpu=133kgf/mm2

錨固裝置滑動:

磨擦係數:

容許應力

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 (φ0.6" - 31))

截面面積 : au = 1.387 × 31 = 42.997 cm2

孔道直徑 : 133 mm

張拉力 : 抗拉強度的70%

fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm2

pi = au × fpj = 405.8 tonf

張拉後的瞬間損失(程式自動計算)

摩擦損失 :

, 錨固裝置滑動引起的損失 :

彈性收縮引起的損失 : 損失量

最終損失(程式自動計算)

鋼束的鬆弛(relaxation)

徐變和收縮引起的損失

徐變和收縮

條件水泥 : 普通矽酸鹽水泥

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 :

適用規範 :中國規範

徐變係數 : 程式計算

混凝土收縮變形率 : 程式計算

活荷載適用規範:城市橋梁設計荷載規範

荷載種類:c-al

c-ad(150)

設定操作環境

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 ( 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》gb-civil(rc)

資料庫》40

名稱( 鋼束 ) ; 型別》使用者定義 ; 規範》無

分析資料

彈性模量 (2.1e7)

0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矩形截面來定義。

模型 /材料和截面特性 / 截面

資料庫/使用者》 截面號 ( 1 ) ; 名稱 (beam)

截面型別》實腹長方形截面》使用者

h ( 3 ) ; b ( 2 )

偏心》中-下部

圖5. 定義截面的對話方塊

定義材料的時間依存性並連線

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 = 400 kgf/cm2

相對濕度 : rh = 70 %

理論厚度 : 1.2m ( 2ac / u= 2 x 6 / 10 = 1.2 )

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 (徐變和收縮) ; 設計標準》中國規範

28天材齡抗壓強度 (4000)

相對濕度 (40 ~ 99) (70)

構件的理論厚度 (1.2)

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

參照圖7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》1:40 選擇的材料

圖7. 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》1:40 ; 截面》 1: beam

生成形式》複製和移動

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