某斜拉桥材料非线性静力分析.pdf

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1、王克峰等：某斜拉桥材料非线性静力分析49某斜拉桥材料非线性静力分析王克峰，李辉，张来勇(宁波大学建筑工程与环境学院．浙江宁波315211)【摘要】使用截面分层法计算斜拉桥混凝土主梁在不同轴力下的弯矩一曲率曲线。并使用有限元杆系模型的塑性铰方法对某主跨为140m的斜拉桥进行材料非线性分析，并将非线性分析与线性分析进行对比。发现材料非线性对个别拉索索力影响达到84％。建议进行斜拉桥设计时计人材料非线性影响。【关键词】斜拉桥；材料非线性；弯矩一率曲【中图分类号】TU501【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)10—0049—03MATERIALNo

2、NLDEARSTATICANALYSISoFACABLE-STAYEDBRⅡ)GEWANGKe-feng，LIHlli，ZHANGLai-yong一(FacultyofArchitectural，CivilEngineeringandEnvironmentofNingboUniversity，ZhejiangNingbo315211，China)Abstract：BydividingtheCroSS—sectionintostratum，thispapercalculatedtheMoment-Curvaturegraphicsoftheconcretegird

3、erwhichisunderdifferentaxisforce．Inthepaper，abar—systemFEMmod-elofa140mspancable—stayedbridgewasbuilt．andmaterialnonlinearanalysiswasunde~akenwithplastic—hingemethodbeingused．Itwasfoundthattheefectofmaterialnonlinearityreached84％．Ma—terialnonlinearityshouldbecalculatedintheengineerin

4、gofcable—smyedbridge．Itwasfoundthattheeffectofmaterialnonlinearityreached84％．Materialnonlinearityshouldbecalculatedintheengineer—ingofcable—stayedbridge．Keywords：cable—stayedbridge；materialnonlinearity；moment-curvature杆系模型将斜拉桥整体结构离散化为一系列杆件，以共同作用，主梁混凝土具有较高的应力水平。此时混凝土此模拟实际结构在荷载作用下的力学反应

5、。该方法具有良材料的线弹性应力一应变本构关系被打破。所以需要引入好的计算精度，并且与实体元相比建模过程更加方便J。混凝土非线性弹性本构关系来进行计算。本文在计算一但是在进行整体结构的材料非线性分析时，由于杆系模型妒曲线时，使用了以下假设：①平截面假定；②钢筋本构关系在杆件的横截面内不能进行单元细分，所以杆件横截面应为线性；③混凝土单轴受压本构关系为欧洲规范使用的Sar-力沿截面高度方向的非线性分布无法体现，WenR．K和gin模型；④在截面纤维分割时，为保证良好的计算精度，本FarHoomandF．在1970年最早采用塑性铰方法计算空间杆文将主梁截面划分为11个

6、条带进行计算。系结构的材料非线性问题J。该方法假定杆件内存在一个绘制M—曲线前先假定最大曲率，后求相应的弯矩。或多个塑性铰，通过人工定义铰的弯矩一转角关系来实现本文采用编写电子表格进行计算分析。在电子表格内定义对梁端弯矩一转角关系的模拟。塑性铰模型是对结构塑性五个区域，以储存弯矩曲率五折线的5个定义点数据。每个或非线性弹性的一种简化，其主要优势在于模型简单，对内区域以11行单元格储存11个条带的数据。纵向将整个表存容量和计算速度的要求不高。该方法需要在有限元软件格区域分成若干列，各列分别存储条带宽度、轴向压力、材主程序之外另行计算并绘制出杆件的弯矩一曲率曲线，并

7、料特性、条带应变、条带应力等数据，及所有在计算过程中将这些特性赋予数值模型中的塑性铰。产生的需要临时存储的各种数据。本文算例姚东大桥的根据上述思路和原理，本文选取某主跨140m的双塔斜一曲线如图1所示。拉桥，混凝土材料的单轴受压非线性本构关系选择欧洲规范2考虑施工阶段的有限元建模使用的Sargin模型j，计算其主梁在不同轴力下的弯矩一曲2．1本文算例姚东大桥概况率曲线，进行试验荷载下的材料非线性分析，研究材料非线性姚东大桥位于余姚至宁波公路跨越余姚江处，为塔梁对斜拉桥内力，位移的影响。固结体系双塔三跨预应力混凝土斜拉桥。主桥跨径布置为1混凝土非线性本构关系的计入

8、68m+140m+68m