组合梁徐变和收缩应力重分布的代数本构方程求解-哈尔滨工程大学学报.pdf

第３７卷第８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３７ №．８ ２０１６年８月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ａｕｇ． ２０１６ 组合梁徐变和收缩应力重分布的代数本构方程求解 １，２ １ ２ １ １ 韩春秀 ，周东华 ，杨艳华 ，陈旭 ，姚凯程 （１． 昆明理工大学 土木工程学院，云南 昆明６５０５０４；２．昆明冶金高等专科学校 建工学院，云南 昆明６５００３３） － 摘　 要：针对钢 混凝土组合梁徐变和收缩效应的计算问题，采用龄期调整有效模量法的代数本构方程，并用内力 分配的图解方式推导和求解了组合梁弯矩和轴力重分布的代数方程组。 通过算例分析，获得了受徐变和收缩影响 的组合梁截面内力、应力和应变随时间变化的力学特征，并利用重分布内力自相平衡的特点验证了结果的正确性。 计算结果表明：由徐变和收缩引起的重分布内力均随时间增长而增大，变化速度随时间增加而递减；钢梁重分布弯 矩显著，而混凝土板的重分布弯矩很小，若忽略该弯矩的影响可以使方程组独立求解，进一步简化计算；徐变和收 缩引起的重分布内力都是自平衡内力，由此可检验计算结果的正确与否。 此方法得到的解可直接应用于工程的实 用计算。 关键词：桥梁；组合梁；本构方程；凝土徐变；混凝土收缩；应力重分布；自相平衡；实用计算 ＤＯＩ：１０．１１９９０／ ｊｈｅｕ．２０１５０５０５５ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．ｕ１１２７．００８．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＵ３９８　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１６）０８⁃１０４１⁃０９ Ｕｓｅ ｏｆ ａｎ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｃｒｅｅｐ ａｎｄ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｅａｍｓ １，２ １ ２ １ １ ＨＡＮ Ｃｈｕｎｘｉｕ ，ＺＨＯＵ Ｄｏｎｇｈｕａ ，ＹＡＮＧ Ｙａｎｈｕａ ，ＣＨＥＮ Ｘｕ ，ＹＡＯ Ｋａｉｃｈｅｎｇ （１． Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５０４，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ⁃ ｉｎｇ Ｆａｃｕｌｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００３３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅ ｃｒｅｅｐ ａｎｄ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ ｓｔｅｅｌ⁃ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｓ，ｗｅ ａｄｏｐｔｅｄ ａｎ ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｇｅ⁃ａｄｊｕｓｔｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｗｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｄ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｅａｍｓ ｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｃ ｍｅｔｈｏｄｆｏｒ ｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｕｓｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ，ｗｉｔｈ ｒｅｓｐｅｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅｓ， ｓｔｒｅｓｓｅｓ， ａｎｄ ｓｔｒａｉｎｓ ｄｕｅ ｔｏ ｃｒｅｅｐ ａｎｄ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ