【摘要】：混凝土橋梁在橋梁建設(shè)中處于重要的地位,因其取材方便而成本低;耐久性好而維修費(fèi)用少;材料可塑性強(qiáng)而被設(shè)計(jì)成多樣的結(jié)構(gòu)形式;施工方便而便于工業(yè)化生產(chǎn);整體性能好而剛度大,因此,被廣泛應(yīng)用在橋梁工程建設(shè)中。但對(duì)于工程設(shè)計(jì)人員來說,隨著設(shè)計(jì)要求的不斷提高以及橋梁健康、壽命、耐久性等命題的提出,設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素需要越來越全面。其中,對(duì)置于外界環(huán)境中混凝土橋梁所受到的各種不利荷載作用的效應(yīng)分析在橋梁設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。這也就增加了比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段近幾倍的計(jì)算量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和有限單元法的普及,產(chǎn)生了橋梁專用軟件和求解功能強(qiáng)大的通用有限元軟件,這為橋梁的荷載效應(yīng)分析帶來了方便和準(zhǔn)確性。但因通用有限元軟件使用的局限性,以及國(guó)產(chǎn)橋梁軟件發(fā)展的不成熟,構(gòu)建一個(gè)完整成熟的將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與有限單元法求解技術(shù)相結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)分析集成平臺(tái)就成為了需求。本文借助于橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析和評(píng)估軟件IPSAA,開展混凝土橋梁三種常用荷載分析的處理研究:①論述了在周圍的環(huán)境條件中,混凝土橋梁中一般受到三種類型溫度荷載:日照溫差荷載、驟然降溫荷載及年溫度荷載,并且這些溫度荷載在混凝土梁內(nèi)大體呈線性或非線性分布形式。根據(jù)溫度荷載的分布形式,推導(dǎo)了基于等效荷載法的溫度作用引起的等效結(jié)點(diǎn)荷載列陣,并也給出了按照虛功原理得到的溫度荷載作用下的有限元列式。結(jié)合等效荷載法思路以及有限元列式,采用VB.NET語言編寫了基于IPSAA平臺(tái)的橋梁溫度荷載計(jì)算模塊程序,并對(duì)橋梁中的線性溫度荷載及非線性溫度荷載進(jìn)行驗(yàn)證,證實(shí)了該計(jì)算模塊程序的正確性。②提出了預(yù)應(yīng)力荷載分析中常用的兩種處理方法:整體式和分離式。對(duì)比二者的優(yōu)缺點(diǎn)后,本文從等效荷載法思路出發(fā),推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力鋼束空間幾何形狀描述的計(jì)算公式,并結(jié)合我國(guó)《橋規(guī)》(JTG D62)關(guān)于各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算理論,利用參數(shù)設(shè)計(jì)語言(APDL)編制了基于ANSYS平臺(tái)的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析程序模塊。通過算例驗(yàn)證,證實(shí)了程序計(jì)算的可靠性。③描述了混凝土的收縮徐變特性,并對(duì)目前常用的三種系列混凝土收縮徐變計(jì)算模型進(jìn)行總結(jié)。在收縮徐變分析方法方面,借鑒前人的理論成果,以徐變應(yīng)變-應(yīng)力基本方程為基礎(chǔ),推導(dǎo)了AEMM法與有限單元相結(jié)合的徐變效應(yīng)位移法基本方程。根據(jù)我國(guó)規(guī)范《橋規(guī)》(JTG D62)關(guān)于收縮徐變計(jì)算規(guī)定,編寫了基于位移分析法的收縮徐變分析程序,通過算例驗(yàn)證,表明了采用位移法的徐變分析方法對(duì)混凝土收縮、徐變問題求解的可行性。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2575156