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变应力作用下混凝土徐变分析.pdf
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1、2 0 1 0年 第 7期 (总 第 2 4 9 期 ) N u mb e r 7 i n 2 0 1 0 ( T o t a l No 2 4 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEORETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 O 0 7 0 2 0 变应力作用下混凝土徐变分析 谭景文 。向中富 。燕南 ,魏强 ( 1 林 同梭 国际工程 咨询 ( 中国) 有 限公司 ,重庆 4 0 1 1 2 1 ;2 重庆交通 大学 ,重庆 4 0 0 0 7 4 ) 摘要: 分析了已
2、有的混凝土徐变计算方法, 在前人研究成果的基础上, 提出了一种在变化应力作用下徐变计算方法。该方法采用了塑 性力学中势函数的概念来模拟徐变性能的可塑性和滞后性。 势函数中包含了弹模的变化、 应力变化历史和徐变系数变化, 描述了不同工况 下结构影响的不确定性。通过势函数, 可解决在连续可变应力作用下徐变效应。 关键词 : 徐变 ;势函数 ;连续应力 ;微分方程 中图分类号 : T U5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 7 0 0 6 1 0 2 Ne w t hi n ki ng o f c al c ul a t i
3、 ng c r e e p un der c on t i nu ous l y s t r e s s T ANJ i n g - we n , XI A NGZ h o n g - f u , Y A NNa n , WE I Qi a n g ( 1 T Y L i nI n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n gC o n s u l t i n g( C h i n a )C o , L t d , C h o n g q i n g4 0 1 1 2 1 , C h i n a ; 2 C h o n g q i n g J i a
4、o t o n g U n i v e r s i t y , C h o n g q i n g 4 0 0 0 7 4 , C h i n a ) Abs t r a c t : T hel i mi t a t i o ns o ft h ec a l c u l a t i o no f c r e e pi s s u mma r i z e d, an dt heme t h o dof s t e p wi s emu l t i pl e r e g r e s s i o nan da l g e b r a i c s o l u t i o nt o c a l c u
5、l a t e c r e e p i s c h a l l e n g e d Th e i n d e t e r mi n a c y o f t h e i mp a c t o n s t r u c t u ra l a n a lys i s i n d uc e d b y c reep i s d e s c r i b e d Th e p a p e r a na l y s e s the l a c k o f t he wa y t o c a l c u l a t e c r e e p b y c r e e p c o e ffi c i e n t F
6、o r th e c o mpl e x o f s t r u c t ure a n d v a r i a b i l i t y o f s t r e s s , po t e n t i a l f u nc t i o n G i s p u t f o r wa r d T h e a pp l i c a t i o n o f po t e n t i a l fi mc t i o nG r e f l e c t s t he c o mp o s i t e pr o p e r t yo f c r e e p, a t the s a met i m e , th
7、ec r e e pp r o c e s su n d e r thec o n t i n u o u s lyv a r i a bl e s t r e s si s s o l v e d Ke y wor ds : c r e e p; p o t e n t i a l f u n c t i o n; c o n t i n u o u s l y s tre s s ; d i ffe r e n t i a l e q u a t i o n 0 引言 混凝土是土木工程中应用最为广泛的材料 , 它已经历了一 百多年的发展历史。虽然人们对它的认识还在不断加深, 但对 混凝土收
8、缩徐变的研究还需进一步探讨。如何正确地预测和控 制混凝土的收缩徐变对工程结构的影响至今仍是一个世界性 的难题。尽管国内外有许多不同的计算方法和模型 , 但混凝土 是一种典型的非线性材料 , 它受材料特性 、 成分组成 、 施工工 艺、 周围环境影响很大。到目前为止, 尚未有一种理论模型可以 准确计算和预测混凝土收缩徐变的发展趋势。其中, 徐变特性 是它非线性特性的主要表现形式。 徐变的定义是指固体在不变的外力作用下, 变形随时间缓 慢增长的现象。在现有的文献, 对徐变系数的研究都是建立在恒 定的常应力作用下。而在连续可变应力下的徐变, 目前还未有记 载。针对这种情况, 在以前徐变的计算过程中,
9、 为了得到在连续 应力作用影响下产生的徐变应变, 采用了s t e p - b y s t e p的方式进 行计算1 】 。它是把应力连续变化曲线转化成为梯度的变化, 再对 每一梯度进行计算, 而在划分足够精细时, 它的计算结果也是相 当精确的。不过在反复荷载、 突然变大或减小的应力、 温度的骤 变、 结构发生重大变化的情况下, 这种分析的方式就不再适合。 为此, 需要一种能在变应力下也能准确求解的方法。 1 新方法的建立 目 前, 徐变对结构内力和构件截面应力影响的分析方法有 3 种, 收稿 日期 :2 0 1 0 - 0 3 - 0 3 基金项目:8 6 3 计划现代交通技术专题课题( 2
10、 0 0 8 A A1 1 Z 1 0 2 ) 即微分方程求解法日 、 代数方程求解法吸 有限元逐步分析法 。微 分方程求解法现采用 F Di s c h i n g e r 假定的徐变函数式, 其余两种 则不受徐变函数形式的限制目 。从数学的角度来看, 代数方程求解 法和有限元逐步分析法是一种数值逼近的方法 , 在遇见拐点的时 候精度就大大降低甚至是错误的计算,所以在这种情况下无法继 续, 而在实际结构中这种出现拐点的情况却是无时不在。 而对微分 方程求解法, 只要是在连续的作用下, 这些情况也就迎刃而解。 已知混凝土的总应变 , 此处只考虑弹性和徐变产生的作用。 则有 : 一 + ) (
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