预应力连续梁的施工阶段分析

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1、预应力混凝土梁的施工阶段分析北京迈达斯技术有限公司CONTENTS概要1桥梁概况及一般截面2预应力混凝土梁的分析顺序3使用的材料及其容许应力4荷载5设置操作环境6定义材料和截面7定义截面和材料8定义材料的时间依存性并连接9建立结构模型12定义结构组、边界条件组和荷载组13输入边界条件16输入荷载17输入恒荷载18输入钢束特性值19输入钢束形状20输入钢束预应力荷载23定义施工阶段25输入移动荷载数据30运行分析34查看分析结果35通过图形查看应力35定义荷载组合39利用荷载组合查看应力40查看钢束的分析结果44查看荷载组合条件下的

2、内力47概要本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。图1.分析模型47桥梁概况及一般截面分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁;桥梁长度：L=2@30=60.0m;区分钢束坐标x(m)0

3、122430364860钢束1z(m)1.50.22.61.8钢束2z(m)2.02.80.21.51.5m0.2m0.20.2m3m2m图2.立面图和剖面图47预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载4.定义施工阶段5.输入移动荷载数据6.运行结构分析7.查看结果47使用的材料及其容许应力q混凝土设计强度：初期抗压强度：弹性模量：Ec=3,000Wc1.5√fck+70,000=3.07×105kgf/cm2容许应力：容许应力预应力作用

4、后（瞬间）预应力损失发生后（最终）抗拉抗压q预应力钢束(KSD7002SWPC7B-Φ15.2mm(0.6˝strand)屈服强度：→抗拉强度：→截面面积：弹性模量：张拉力：fpi=0.7fpu=133kgf/mm2锚固装置滑动：磨擦系数：容许应力张拉时的最大应力锚固瞬间()应力损失后使用状态47荷载q恒荷载自重在程序中按自重输入q预应力钢束(φ15.2mm×31(φ0.6˝-31))截面面积:Au=1.387×31=42.997cm2孔道直径:133mm张拉力:抗拉强度的70%fpj=0.7fpu=13,300kgf/cm2Pi

5、=Au×fpj=405.8tonf张拉后的瞬间损失（程序自动计算）摩擦损失:,锚固装置滑动引起的损失:弹性收缩引起的损失:损失量最终损失（程序自动计算）钢束的松弛（Relaxation）徐变和收缩引起的损失q徐变和收缩条件水泥:普通硅酸盐水泥长期荷载作用时混凝土的材龄:5天混凝土与大气接触时的材龄:3天相对湿度:大气或养护温度:适用规范:CEB-FIP徐变系数:程序计算混凝土收缩变形率:程序计算q活荷载适用规范：城市桥梁设计荷载规范荷载种类：C-ALC-AD(20)47设置操作环境打开新文件(新项目)，以‘PSCbeam’为名保存

6、(保存)。将单位体系设置为‘tonf’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。文件/新项目文件/保存(PSCbeam)²单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行转换。工具/单位体系²长度>m;力>tonf¿图3.设置单位体系47定义材料和截面下面定义PSCbeam所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型/材料和截面特性/材料²同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。1.类型>混凝土;规范>KS-civil(RC)数据库>C400¿²2.名称(Tendon)（钢筋）;类型>用户定义;规范>无分析数据弹性模

7、量(2.1e7)¿图4.定义材料对话框47定义截面PSCbeam的截面使用比较简单的矩形截面来定义。模型/材料和截面特性/截面数据库/用户>截面号(1);名称(Beam)截面类型>实腹长方形截面>用户H(3);B(2)偏心>中-下部¿图5.定义截面的对话框47定义材料的时间依存性并连接为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，下面定义材料的时间依存特性。材料的时间依存特性参照以下数据来输入。Ø28天强度:fck=400kgf/cm2Ø相对湿度:RH=70%Ø理论厚度:1.2m(2Ac/u=2x6/10=1.2)Ø混凝土种类:普通水泥(

8、N.R)Ø拆模时间:3天模型/材料和截面特性/时间依存性材料(徐变&渐变e)名称(徐变/渐变);设计标准>CEB-FIP28天材龄抗压强度(4000)相对湿度(40~99)(70)²截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和街面特性值>修改单元材料时间