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橋梁結構徐變次內力分析(一)

發布時間:2010-01-14 共1頁

 摘 要:本文應用初應變法和能量原理來分析橋梁結構的徐變次內力, 導出位移法的單元列度矩陣及苛載列陣,并論述了結構在各種施工情況下的徐變效應。
  關鍵詞:徐變二次內力,初應變,能量原理,位移法,徐變系數
  一.引言
  隨著橋梁施工技術的發展和預應力混凝土橋的普遍采用,許多橋梁在施工中,體系是經過多次轉換的,在這種情況下單用彈性理論來分析結構的內力和變形顯然是不合理的,因此必須考慮混凝土的徐變影響。要精確考慮各施工階段實際情況來分析橋梁結構徐變次內力,尚存在著許多困難,為了實用起見,不得不作一些近似假定,Trost—Bazant法就是從數學上簡化的一個例子,本文以徐變基本方程即應變與應力的積分方程為基礎,利用積分中值定理導出初應變基本方程,從而建立起力法和位移法的基本方程,方法概念清楚,容易理解,亦易為計算機所實現
  二、徐變的基本方程
  眾所周知,徐變的應變-應力關系如下:


  為了使用方便,進行如下的簡化:

  

  應用積分中值定理:

  或者寫成另一種表達形式中:

 

  方程式(2-3)稱為徐變基本方程。

  以老化理論為例,根據松馳條件可解得,于是有:


 

  三、徐變分析的位移法
  結構徐變分析通常采用位移法來編寫計算程序,它可以直接求出位移和內力。要用位移法求解,首先必須導出單元的剛度矩陣和荷載列陣,現在利用方程(2—3)結合最小勢能原理可以方便地導出有關結果。
  根據方程(2—3)

 

  積分號中的前二項是我們關心的,可以通過虛位移原理進行變換。

  

  


  根據卡斯提亦努第一定理
  
  上式表明桿件的端力是由二部分組成,第一部分為由節點位移產生的端力,第二部分為由初始內力產生的徐變固端力,而{Fo}為韌姑內力產生的彈性固端力,但符號相反:r(t,to)[K]稱為桿件徐變單元剛度矩陣。

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