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《大跨度混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)非線性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、大跨度混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)非線性分析胡利平目錄第一章綜述1引言2非線性問題的分類2.1邊界條件非線性2.2材料非線性2.3幾何非線性3大跨度混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)分析中的非線性問題第二章大跨度混凝土斜拉橋收縮徐變效應分析1引言2徐變的概念與特性2.1徐變2.1.1徐變變形的特性及其影響因素2.1.2徐變機理2.2收縮2.2.1影響混凝土收縮的因素2.2.2混凝土收縮機理2.3混凝土收縮徐變對結(jié)構(gòu)的影響3收縮徐變的計算理論3.1徐變計算理論3.1.1老化理論3.1.2先天理論3.1.3混合理論3.2徐變系數(shù)的數(shù)學模式3.2.1CEB-FIP（1978）和中國《
2、橋規(guī)》（JTJ023-89）表達式3.2.2美國混凝土協(xié)會209委員會1982年報告建議（ACI209）3.2.3CEB-FIP（1990）和中國《橋規(guī)》（JTGD6-2004）表達式3.3收縮計算方法3.3.1收縮計算方法3.3.2中國《橋規(guī)》（JTGD6-2004）收縮應變表達式4大跨度斜拉橋混凝土收縮徐變效應分析4.1計算基本假定4.2考慮收縮徐變的混凝土應力—應變關(guān)系4.3大跨度斜拉橋混凝土收縮徐變效應分析的有限元法4.3.1考慮徐變的混凝土應力應變關(guān)系增量表達式4.3.2考慮收縮徐變的有限元分析法3大跨度斜拉橋幾何非線性分析1幾何非線性分
3、析理論1.1基本概念1.1.1變形及其描述1.1.2應變1.1.3應力1.1.4大位移小應變的彈性本構(gòu)關(guān)系1.2幾何非線性的增量分析方法1.2.1總體拉格朗日列式法(T.L列式)1.2.2更新拉格朗日列式法(U.L列式)1.2.3T.L列式和U.L列式的比較與討論2大跨度斜拉橋的幾何非線性主要影響因素及處理辦法2.1斜拉索垂度效應2.2彎矩和軸向力組合效應2.3大變形效應3非線性方程的求解方法3.1荷載增量法3.2迭代法3.3增量迭代混合法3.4帶動坐標的混合法在斜拉橋幾何非線性分析中的應用3.4.1迭代循環(huán)3.4.2荷載增量循環(huán)3.5非線性分析中
4、兩個關(guān)鍵問題的處理3.5.1增量步長選擇3.5.2收斂準則第一章綜述1引言在土木結(jié)構(gòu)分析中，基于hooke定理的經(jīng)典線彈性理論被廣泛應用。該理論主要基于以下基本假定：（1）幾何方程的應變和位移的關(guān)系是線性的；（2）物理方程的應力和應變關(guān)系是線性的；（3）建立于變形前狀態(tài)的平衡方程也是線性的。事實上，對于絕大多數(shù)土木結(jié)構(gòu)，其受力特征是基本符合以上假定的。因此，應用這一理論進行結(jié)構(gòu)分析可以減少工作量并且其結(jié)果具有足夠的精度。然而，人們也發(fā)現(xiàn)在許多情況下，這些假定并不成立。例如材料應力超過某一限值后應力應變關(guān)系表現(xiàn)為顯著的非線性，而一些大跨度結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)
5、構(gòu)其受力前后的幾何位形也可能發(fā)生較大的改變。此時，應用線彈性理論進行計算往往導致錯誤結(jié)果。正因為如此，從20世紀開始，人們陸續(xù)建立了彈塑性力學、幾何非線性力學、接觸力學等理論，并形成了一些較為實用的計算方法。而近代有限元技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展，為解決結(jié)構(gòu)非線性分析提供了強而有力的工具，使得許多復雜的非線性問題可以得到圓滿解決并應用于工程實際。實際上，目前較為通用的一些大型商用有限元程序如ANSYS、NARSTRAN、ADINA等均已具備強大的結(jié)構(gòu)非線性分析功能。2非線性問題的分類結(jié)構(gòu)的非線性行為主要分為以下三類：2.1邊界條件非線性這類非線性問題主
6、要為接觸類問題，其突出表現(xiàn)為其邊界條件在計算開始時是未知的，接觸體之間接觸面面積與壓力的分布隨載荷而變化并且與接觸體本身的剛度有關(guān)。例如橋梁支座隨著橋梁荷載的變化，其與梁體的接觸面也會發(fā)生一定變化。軸承在其運動過程中，其與軸承套間可能接觸，也可能不接觸。盡管這類問題在工程中廣泛存在著，但通常不是主要矛盾，因此本文不作深入討論。2.2材料非線性材料非線性是指材料的本構(gòu)關(guān)系是非線性的，一般可以分為以下兩大類：（1）與加載時間無關(guān)的材料非線性問題36這類問題的特點是當載荷作用后，材料變形立即發(fā)生，并且不隨時間而變化。主要包括橡膠、塑料等材料的非線性彈性問
7、題，或者是金屬等材料超過彈性極限以后所呈現(xiàn)的非線性物理性質(zhì)問題，即彈塑性問題。如果按加載過程考察，這兩類材料的非線性性質(zhì)是相同的，只要能給出它們的非線性本構(gòu)關(guān)系，其計算方法是完全一樣的。但是考察卸載過程就會出現(xiàn)不同的現(xiàn)象。非線性彈性問題是可逆的，即卸載過程的載荷—應變曲線與加載過程曲線完全吻合，卸載后結(jié)構(gòu)應變完全恢復到加載前的水平。而彈塑性問題卻是部分不可逆的，從而導致應力—應變關(guān)系不是唯一的，且與載荷時間歷程有關(guān)。（2）與時間有關(guān)的材料非線性問題這類問題的特點是載荷作用后，材料不僅立即發(fā)生變形，而且變形隨時間而繼續(xù)變化。在載荷保持不變的情況下，由
8、于材料粘性而繼續(xù)增長的變形稱之為徐變。另一方面在變形保持不變的情況下，由于材料粘性而使結(jié)構(gòu)應力衰減的現(xiàn)象稱之為松馳。2.3
