施工期混凝土时间效应数值分析

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1、第5卷第5期铁道科学与工程学报Vo1．5No．52008年1O月JOURNALOFRAIIWAYSCIENCEANDENGINEERINGOct．20o8施工期混凝土时间效应数值分析田明革，一，易伟建(1．湖南大学土木工程学院，湖南长沙，410082；2．湖南省建设工程质量安全监督管理总站，湖南长沙410011)摘要：推导并且建立了混凝土徐变的应力一应变一时间耦合本构关系的全量型数值迭代模型及其算法。采用该方法对偏心柱和简支梁进行数值计算，计算结果与试验值吻合较好，表明该算法可以满足混凝土构件收缩徐变的分析要求。关键词：混凝土；时效；收缩；徐变；数值分析中图分类号：TU528文献标识码

2、：A文章编号：1672—7029(2008)05一IXE7—05Ananalysismethodofconcretetime——dependentbehaviorsduringconstructionTIANMing．ge。．YIWei—jian(1．ColegeofCivilEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．QualitySafetySupervisionManagementHeadStationofHunanProvinceConstructionEngineering，Changsha410011，China)A

3、bstract：Numericalcomputationalformulasaboutthetime—-dependentstress——straincoupledmechanicsofconcretewerededuced，andtheanalysismethodWasmade．NumicalcalculationWasmadewithareinforcedconcretecolumnandabeam．Thenumericalanalysisresultsareinagreementwithtestedresults．Keywords：concrete；time—dependant；

4、shrinkage；creep；numericalmethod混凝土材料时变性包括强度(抗压、抗拉、抗Bazant对Trost的公式进行严密的证明并推广应用到剪、粘结等)时变性、弹性模量时变性以及材料应力变化的弹性模量与无界限的徐变系数【3-4]。Trost—应变本构关系的时变性。另外，混凝土从浇注、养Bazant的按龄期调整的有效模量法与有限元法相结护到使用的过程中，徐变效应和收缩效应发展较合，使得混凝土结构的收缩徐变计算能够应用有限快。因此，对于施工期的混凝土结构，不但要考虑单元实现逐步计算法。基于t—Bazant代数方混凝土材料物理力学性能的时变性，还需要考虑早程的龄期调整有效模

5、量法(眦M)，计算时只与当前龄期混凝土的徐变效应和收缩效应。混凝土的徐状态及初始状态相关的状态模型。Zienkiewiez和变分析过程中，混凝土的应力一应变一时间耦合本Waston[J提出、Taylor[J和朱伯芳【J等发展的基于徐构关系较为复杂，要得到精确的理论解较为困难。变度指数或者Dirichlet级数表达式的增量模型递推随着计算机技术的发展，结构徐变过程的计算机数法，其计算时必须用到前面所有应力历史的记忆模值模拟计算己成为趋势。型。除此之外，混凝土收缩徐变的计算理论还有很对于混凝土收缩徐变的计算理论和方法，首先多种：老化理论(徐变率法)，弹性徐变理论(迭加是由F．Dischin

6、ger在20世纪3o年代提出的微分方法)，弹性老化理论(流动率法)，继效流动理论等。程解_lJ。1967年，Trust引入了松弛参数的概念；1972这些方法都假定徐变与应力关系是线性的，并都服年，Bazant．将其改称为老化系数【2-3J。1972年，从鲍尔茨曼(L．Boltnnann)叠加原理。收稿日期：2008—05—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(50678064)；湖南省建设厅重点资助项目(20040316)作者简介：田明革(1968一)，男，湖南浏阳人，博士研究生，教授级高工，从事建设工程质量安全研究与管理工作28铁道科学与工程学报2008年10月由于施工期混凝土的另

7、外一个特征是在早龄C．j-1)(一口)+。期分阶段地受力，因此，本文基于梯形数值积分公展开并且化简可得：式推导并且建立了混凝土徐变的应力一应变一时1一问耦合本构关系的数值全量型迭代模型及其算法；。⋯。L枷+(YnCn,n+Ln采用该方法对偏心柱和简支梁进行施工期混凝土，、]．徐变和收缩效应的数值仿真模拟。““⋯“’“为使公式进一步简化，设Crticn。’≤0；1混凝土收缩徐变的计算,，(6)C=C，i≥no，．考虑计算机编程的方便，将式(5)按