预应力混凝土框架结构的非线性分析轴类零件

预应力混凝土框架结构的非线性分析

预应力混凝土框架结构的非线性分析 2011年12月09日 来源： 0　引言　　预应力钢筋的存在改变了混凝土结构的受力特点，普通混凝土结构的分析方法不能充分考虑预应力钢筋对结构的影响。预应力钢筋的应力大小随结构变形而随时改变，对结构的约束作用也随之变化，因此，对预应力钢筋应力变化的准确把握是分析预应力混凝土结构的基础。常用的混凝土非线性分析模型有：层间模型、多节点有限元模型、杆单元模型等。其中，层间模型主要用于强梁弱柱结构的分析，多节点有限元模型用于构件分析，杆单元模型用于均质或等效均质材料的结构分析。这些模型均不适合于预应力混凝土框架结构的非线性分析。　　本文在杆单元模型基础上，建立一种适用于预应力混凝土平面框架结构非线性分析的模型，综合了一维杆单元模型和混凝土平面单元模型的优点，非常适合于分析预应力混凝土的结构。1　框架结构的模型化　　预应力混凝土结构一般由混凝土、非预应力钢筋和预应力钢筋等三种不同材料组成(本文将非预应力钢筋和预应力钢筋作为两种不同材料分析考虑)，其中非预应力钢筋和混凝土之间的粘结较好，两者之间无滑移。预应力钢筋分为有粘结和无粘结两种，有粘结预应力钢筋与混凝土之间的粘结较好，无粘结预应力钢筋与混凝土之间不存在粘结力，允许钢筋自由滑移。预应力混凝土框架结构的模型化步骤为： 首先将平面框架结构离散，分成一系列杆单元，假定各杆单元中钢筋和混凝土无滑移，计算杆单元内力以及各组成材料的应力和相应变形，然后，根据钢筋和混凝土之间的粘结滑移关系，调整钢筋应力和变形，调整杆单元变形。 1.1　结构离散　　在对预应力混凝土平面框架结构进行非线性分析前，首先将结构离散为杆单元，预应力混凝土平面框架结构等效为一系列杆单元，各杆单元包含了混凝土、非预应力钢筋和预应力钢筋等组成材料的综合信息，杆单元的力学特性由各组成材料的力学行为综合表现得到。 1.2　杆单元的分层原理　　 为反映材料的非线性特性，将杆单元及其截面进行分层处理，沿横截面将杆单元分成许多混凝土层和若干钢筋层，见图1。采用分层模型分析任意截面形状的构件正截面强度时仍采用平截面假定。图1　杆单元截面分层与平截面假定　　假设混凝土分层单元I实际宽度为bci，截面受力后，第I层混凝土分层单元的割线模量为Ecsi，则等效宽度beci为：（1）式中：Ec0为混凝土原点切线模量；Ecsi为第I层混凝土割线模量。　　由杆单元截面轴力和弯矩可求得各分层单元的纵向应力σchi；由材料力学剪应力分布原理可求得各分层单元的剪应力τci。　　如果考虑各混凝土分层单元所受的横向约束，则预应力混凝土杆单元及各混凝土分层单元的典型受力可由图2表示。a 杆单元b 杆单元受力与分层c 混凝土分层单元I图2　钢筋混凝土杆单元的分层模型 1.3　杆单元的横向约束　　混凝土分层单元I在轴向应力σchi作用下，因泊松效应将引起横向变形，而横向箍筋将对其产生一定的约束σcvi。由弹性力学平面问题的物理方程可知，混凝土分层单元的应力增量与应变增量的关系为：（2）式中：Eci为混凝土分层单元I切线模量；Δεchi为混凝土分层单元I轴向变形增量；Δεcvi为混凝土分层单元I横向变形增量，G为混凝土分层单元I剪切模量。　　假定混凝土分层单元I横向约束仅由箍筋贡献，且箍筋与混凝土粘结良好，无滑移，则箍筋变形Δεsvi与混凝土横向变形Δεcvi相

深圳WAW-1000E液压式试验机

深圳WAW-600E微机控制液压万能试验机

四球试验机

WAW-300D微机控制液压万能试验机厂家

上海液压万能试验机公司