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1、37预应力混凝土梁的施工阶段分析#内容概要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E
2、dibsid 30k EhiSLiK Mi.ds 口啊 JoNs wMewMdH S?rw Mo坤叨叶：11|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。#|8tlli订-IDI Kl图1.分析模型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 = 230 = 60.0 mm3jLI L m 5 1r ! r2
3、 mml0 *1区分钢束艮坐标x (m)0122430364860钢束1z (m)1.50.22.61.8钢束2z (m)2.02.80.21.5图2.立面图和剖面图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. 查看结果使用的材料及其容许应力混凝土设计强度：2fck = 400 kgf / cm初期抗压强度：fci =270kgf /cm2弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 Vfck+ 70,000 = 3.07X 105kgf/cm
4、2容许应力:容许应力预应力作用后（瞬间）预应力损失发生后（最终）抗拉抗压 2fca = 0.55fci =148.5 kgf / cm fta = 0.f- = 13.1 kgf / cm2fca =0.4fck =160.0 kgf /cm2 fta =1qfk =32.0 kgf/cm2预应力钢束(ASTM A416-92 低松弛 270级， 15.2mm (0.6 strand)屈服强度：2fpy =160 kgf / mm t Py = 22.6 tonf / strand抗拉强度：2fpu =190 kgf / mm t pu = 26.6 tonf / strand截面面积：2Ap
5、 =1.387 cm弹性模量：Ep = 2.0 X106 kgf / cm2张拉力：fpi=0.7fpu=133kgf/mm 2锚固装置滑动：空=6 mm磨擦系数：g= 0.30 / rad k = 0.006 / m容许应力张拉时的最大应力锚固瞬间（fpo ）应力损失后使用状态0.9fpy =144 kgf /mm220.7fpu = 133 kgf / mm20.8fpy = 128 kgf / mm荷载恒荷载自重在程序中按自重输入预应力钢束( 15.2 mmx 31 ( 0.6 - 31)截面面积：Au = 1.387 x 31 = 42.997 cm 孔道直径:133 mm张拉力：抗拉
6、强度的70%fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm2Pi = Au x fpj = 405.8 tonf张拉后的瞬间损失（程序自动计算）摩擦损失：P（x）=P0 e（心心ii= 0.30, k = 0.006锚固装置滑动引起的损失：AI c = 6 mm弹性收缩引起的损失：损失量/P =fP Asp 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：to =5天混凝土与大气接触时的材龄：ts 3天相对湿度：RH = 70%大气或养护温度：T =20 C适用规范：CEB-FIP徐变系数
7、：程序计算混凝土收缩变形率：程序计算活荷载适用规范：荷载种类：城市桥梁设计荷载规范C-ALC-AD（20）设置操作环境单位体系还可以通 过点击画面下端状态 条的单位选择键 来进行转换。图3.设置单位体系打开新文件（D新项目），以 PSC beam 为名保存（R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/ 口新项目文件/- 保存（PSC beam ）工具/单位体系长度 m ;力to nf ._i定义材料和截面下面定义PSC bean所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型/材料和截面特性/材料类型混凝土 ； 规范GB-civil(RC)同时定义多种材料数据库
8、40 .一特性时，使用_门I键可以连续输入。名称(Tendon );类型用户定义；规范无分析数据弹性模量(2.1e7).崟 EzKftSt1卿密 I图4.定义材料对话框定义截面PSC beam勺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/ _1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 修改单元材料时间依存 特性的功能来输入h值。若亦tinf/a-gJTh = 2 17 u Z MlElECEB-FIP28天材龄抗压强度
9、（4000）相对湿度（4099） （70）构件的理论厚度（1.2）混凝土种类 普通水泥（N, R） 开始收缩时的混凝土材龄（3）.混凝土浇筑后随时间变化而逐渐硬化，时间越长其强度越大。本例题根据 规定的混凝土强度发展函数考虑了混凝土的这一特性。CEB-FIP所模型/材料和截面特性/田 时间依存性材料（抗压强度） 名称（抗压强度）； 类型设计规范强度发展 规范CEB-FIP混凝土 28天抗压强度（S28） （4000）混凝土类型（a） （N, R : 0.25）土一二I:活加也1 :|图7.定义随时间变化的混凝土强度发展函数参照图8将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即，将时间依存材料特性赋
10、予 相应的材料。模型/材料和截面特性/團时间依存材料连接时间依存材料类型 徐变/收缩徐变/收缩强度进展 抗压强度 选择指定的材料 材料i：40 E3 选择的材料 小I图8.连接时间依存材料特性建立结构模型利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。点格（关）；捕捉点（关）； 捕捉轴线（关）面；01自动对齐模型节点 建立节点坐标（0,0,0）模型单元7 扩展单元Al全选扩展类型 节点线单元单元类型 梁； 材料1:40 ; 截面 1: Beam生成形式 复制和移动复制和移动 等间距dx,dy,dz（2, 0, 0）复制次数（30）.B 丄酣、/兀“ T tt. J. 3 - ID: cawiliHJ*-|ja-c &quI - IS PUniEgg璇立排 ifl f g) timfet MSI 雲 Mf：v 并商 MH if)设计劇 CLqij 豪 E 型 5啞 81 ? MffiQjl躍日 | *2 a -鼻區 E H EB If | FZF Ol : |电 补壽良2 0 I殛KSE 工 5 I粧鱼无|垃科择耶| 二朮如号i：Zl 1Sif lF h-.”1 曲杯二J IS厂.秸- W|ha - ： *re3P A L O 厂 j9E-J-供曲r ffiKirI * a庇IB* 丄?lB砂.43丄朗鼻 10 oJ就lit址0C& ifatflZ33 SJ (W,4i m-
