midas施工阶段分析

本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。

图1. 分析模型

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桥梁概况及一般截面

分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m CS1CS20.2 m 3 m0.2 m1.5 m0.2 m1.8 m2 m12 m6 m6 mL=30 mL=30 m区 分 钢束1 钢束2 钢束坐标 x (m) z (m) z (m) 0 1.5 12 0.2 24 2.0 30 2.6 2.8 0.2 0.2 m 36 1.8 48 0.2 0.2 m60 1.5 3 m 1.5 m 2 m 图2. 立面图和剖面图

2

0.2 m

预应力混凝土梁的分析步骤

预应力混凝土梁的分析步骤如下。

1. 2. 3.

定义材料和截面 建立结构模型 输入荷载

恒荷载

钢束特性和形状 钢束预应力荷载

4. 5. 6. 7. 定义施工阶段 输入移动荷载数据 运行结构分析 查看结果

3

使用的材料及其容许应力

? 混凝土

设计强度：fck=400kgf/cm2 初期抗压强度：fci=270kgf/cm2

弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 √fck+ 70,000 = 3.07×105kgf/cm2 容许应力： 容许应力 抗 拉 抗 压

?

预应力作用后（瞬间） 'fca=0.55fci=148.5kgf/cm2 'fta=0.8fci=13.1kgf/cm2 预应力损失发生后（最终） fca?0.4fck?160.0kgf/cm2 fta=1.6fck=32.0kgf/cm2 预应力钢束 (KSD 7002 SWPC 7B-Φ15.2mm (0.6?strand)

屈服强度： fpy=160kgf/mm2→Py=22.6tonf/strand 抗拉强度： fpu=190kgf/mm2→Pu=26.6tonf/strand 截面面积： Ap?1.387cm2 106kgf/cm2 弹性模量： Ep=2.0×张 拉 力： fpi=0.7fpu=133kgf/mm2 锚固装置滑动： Δs=6mm 磨擦系数： μ=0.30/rad k=0.006/m 容许应力 张拉时的最大应力 0.9fpy=144kgf/mm2 锚固瞬间(fpo) 0.7fpu=133kgf/mm2 应力损失后使用状态 0.8fpy=128kgf/mm2

4

荷载

? 恒荷载

自重

在程序中按自重输入

?

预应力

钢束(φ15.2 mm×31 (φ0.6?- 31))

截面面积 : Au = 1.387 × 31 = 42.997 cm2 孔道直径 : 133 mm 张拉力 : 抗拉强度的70%

fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm2 Pi = Au × fpj = 405.8 tonf 张拉后的瞬间损失（程序自动计算）

摩擦损失 :P(X)?P0?e(???kL)

μ=0.30, k=0.006

锚固装置滑动引起的损失 : ΔIc=6mm 弹性收缩引起的损失 : 损失量 ?PE??fP?ASP 最终损失（程序自动计算）

钢束的松弛（Relaxation） 徐变和收缩引起的损失

?

徐变和收缩

条件

水泥 : 普通硅酸盐水泥

长期荷载作用时混凝土的材龄 : to?5天 混凝土与大气接触时的材龄 : ts?3天 相对湿度 : RH=70% 大气或养护温度 : T=20°C 适用规范 : CEB-FIP 徐变系数 : 程序计算 混凝土收缩变形率 : 程序计算

?

活荷载

适用规范：城市桥梁设计荷载规范 荷载种类：C-AL

C-AD(20)

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