PPT超静定结构次内力

1.次内力的概念念结构因各种原原因产生变形形，在多余约约束处将产生生约束力，从从而引起结构构附加内力(或称二次力)2.超静定结构产产生次内力的的外界原因预应力墩台基础沉降降温度变形徐变与收缩6.4超静定结构次次内力必须考虑施工工过程中的体体系转换，不不同的荷载作作用在不同的的体系上根据恒载及活活载变形设置置预拱度——大跨径时必须须专门研究——大跨径桥梁施施工控制预拱度设置原原则：某节点预拱度度=－（所有在该该节点出现后后的荷载或体体系转换产生生的位移）3.变形计算4.预应力次内力力计算预应力初弯矩：

预应力次弯矩：总预矩：压力线：简支梁压力线线与预应力筋筋位置重合连续梁压力线线与预应力筋筋位置相差1）用力法解预加加力次力矩（1）直线配筋筋力法方程变位系数赘余力总预矩压力线位置（2）曲线配筋梁端无偏心矩矩时梁端有偏心矩矩时（3）局部配筋局部直线配筋筋局部曲线配筋筋（4）变截面梁曲曲线配筋2）线性转换与吻吻合束1）线性转换只要保持束筋筋在超静定梁梁中的两端位位置不变，保保持束筋在跨跨内的形状不不变，而只改改变束筋在中中间支点上的的偏心距，则则梁内的混凝凝土压力线不不变，总预矩矩不变改变e在支点B所增加(或减少)的初预矩值，，与预加力次次力矩的变化化值相等，而而且两者图形形都是线性分分布，因此正正好抵消2）吻合索调整预应力束束筋在中间支支点的位置，，使预应力筋筋重心线线性性转换至压力力线位置上，，预加力的总总预矩不变，，而次力矩为为零。次力矩为零时时的配束称吻吻合索多跨连续梁在在任意荷载作作用下结论：按外荷载弯矩矩图形状布置置预应力束及及为吻合束吻合束有任意意多条3）等效荷载法求求解总预矩把预应力束筋筋和混凝土视视为相互独立立的脱离体，，预加力对混混凝土的作用用可以用等效效荷载代替1）在梁端部轴向力竖向力力矩2）在梁内部初预矩图为曲曲线时产生均均布荷载初预矩图成折折线时产生集集中力3）初预矩与总总预矩将等效荷载作作用在基本结结构上可得初初预矩将等效荷载直直接作用在连连续梁上可得得总预矩如果等效荷载载直接作用在在连续梁上支支反力等于0，此时为吻合合束只有改变预应应力束曲率半半径或梁端高高度才能改变变总预矩5.徐变、收缩次内力计算1）徐变、收缩缩理论收缩——与荷载无关徐变——与荷载有关收缩、徐变与与材料、配合合比、温度、、湿度、截面面形式、护条条件、混凝土土龄期有关收缩弹性变形回复弹性变形形滞后弹性变形形屈服应变（1）混凝土变形形过程（2）收缩徐变的的影响结构在受压区区的徐变和收收缩会增大挠挠度；徐变会增大偏偏压柱的弯曲曲，由此增大大初始偏心，，降低其承载载能力；预应力混凝土土构件中，徐徐变和收缩会会导致预应力力的损失；徐变将导致截截面上应力重重分布。对于超静定结结构，混凝土土徐变将导致致结构内力重重分布，即引引起结构的徐徐变次内力。。混凝土收缩会会使较厚构件件的表面开裂裂（3）线性徐变当混凝土棱柱柱体在持续应应力不大与0.5Ra时，徐变变形形与初始弹性性变形成线性性比例关系徐变系数——徐变与与弹性性应变变之比比2）徐变、、收缩缩量计算算表达达（1）实验验拟合合曲线线法建立一一个公公式，，参数数通过过查表表计算算，各国参参数取取法不不相同同，常常用公公式有有：CEB—FIP1970年公式式联邦德德国规规范1979年公式式国际预预应力力协会会（FIP）1978年公式式——我国采采用的的公式式（2）徐变变系数数数学学模型型基本曲曲线——Dinshinger公式徐变在在加载载时刻刻有急急变在加载载初期期徐变变较大大随时间间增长长逐渐渐趋于于稳定定徐变系系数与与加载载龄期期的关关系老化理理论不同加加载龄龄期的混凝凝土徐徐变曲曲线在在任意意时刻刻t(t>)，徐变增增长率率都相相同随着加加载龄龄期的的增大大，徐徐变系系数将将不断断减小小，当当加载载龄期期足够够长时时徐变变系数数为零零该理论论较符符合新新混凝凝土的的特性性将Dinshinger公式应应用与与老化化理论论先天理理论不同加加载龄龄期的的混凝凝土徐徐变增增长规规律都都一样样混凝土土的徐徐变终终极值值不因因加载载龄期期不同同而异异，而而是一一个常常值该理论论较符符合加加载龄龄期长长的混混凝土土的特特性混合理理论对新混混凝土土采用用老化化理论论，对对加载载龄期期长的的混凝凝土采采用先先天理理论3）结构因因混凝凝土徐徐变引引起的的变形形计算算（1）基本本假定定不考虑虑钢筋筋对混混凝土土徐变变的约约束作作用混凝土土弹性性模量量为常常数线性徐徐变理理论（2）应力力不变变条件件下的徐徐变变变形计计算应力应应变公公式变形计计算公公式静定结结构可可以满满足应应力不不变的的条件件一次落落架结结构可可以直直接按按该式式计算算分段施施工结结构要要考虑虑各节节段应应力是是分多多次在在不同同的龄龄期施施加的的（3）应力力变化化条件件下的的徐变变变形形计算算应力应应变公公式时刻的的应力力增量量在t时刻的的应变变从0时刻到到t时刻的的总应应变时效系系数利用中中值定定理计计算应应力增增量引引起的的徐变变时效系系数从0时刻到到t时刻的的总应应变松弛系系数——通过实实验计计算时时效系系数松弛实实验松弛系系数通通过实实验数数据拟拟合令近似拟拟合松松弛系系数令折算算系数数换算弹弹性模模量徐变应应力增增量变形计计算公公式微分变变形计计算公公式应力应应变微微分关关系dt时段内的的微变形形4）结构因混混凝土徐徐变引起起的次内内力计算算计算变形形时次内内力为未未知数，，必须通通过变形形协调条条件计算算计算有两两种思路路：微分分平衡、、积分平平衡（1）微分分平衡法法（Dinshinger法）微分平衡衡方程赘余力方方向上微分平衡衡方程徐变稳定定力简支变连连续按老化理理论解微分方方程得：：徐变稳定定力其它施工工方法按老化理理论解微分方方程得：：一次落架架施工解微分方方程得：：一次落架架施工连连续梁徐徐变次内内力为零零各跨龄期期不同时时按老化理理论以梁段②②的时间间为基准准t'，则梁段①①加载时时间历程程为t=t'+1令解得：解得：多跨连续续梁预应力等等效荷载载徐变次次内力由于徐变变损失，，预加力力随着时时间变化化，引用用平均有有效系数数CC=Pe/PpPe徐变损失失后预应应力钢筋筋的平均均拉力；；Pp徐变损失失前预应应力钢筋筋的平均均拉力（2）换算弹性性模量法(Trost-Bazant法)平衡方程程赘余力方方向上一次落架架时各跨龄期期不同时时多跨连续续梁5）结构因混混凝土收收缩引起起的次内内力计算算（1）收缩变变化规律律假设混凝凝土收缩缩规律与与徐变相相同收缩终极极值（2）微分平平衡法（（Dinshinger法）位移微分分公式收缩产生生的弹性应变增增量收缩应变变增量收缩产生生的应力力状态的的徐变增量量，初始始应力为为0位移微分分平衡方方程（3）换算弹弹性模量量法位移公式式收缩应变变收缩产生生的弹性性变形与与徐变变变形位移平衡衡方程：：收缩产生生的徐变变次内力力收缩产生生的弹性性次内力力基础不均均匀沉降降次内力力小跨度时时比较明明显大跨度时时是次要要因素1）沉降规规律假定沉降降规律与与徐变相相同沉降速度度系数6.基础沉降降引起的的次内力力计算沉降终极极值2）变形计计算公式式变形过程程瞬时沉降降长期沉沉降（沉沉降+徐变）瞬时沉降降弹性及徐变变变形沉降徐变变增量变形形沉降弹性性增量变形形后期沉降降自身变形形（3）力法方方程墩台基础础沉降规规律与徐徐变变化化规律相相似时墩台基础础沉降瞬瞬时完成成时徐变使墩墩台基础础沉降的的次内力力减小连续梁内内力调整整措施最好的办办法是在在成桥后后压重通过支承承反力的的调整将将被徐变变释放7.温度应力力计算1）温度变变化对结结构的影影响产生的原原因：常常年温差差、日照照、砼水水化热常年温差差：构件件的伸长长、缩短短；连续梁——设伸缩缝缝拱桥、刚刚构桥——结构次内内力日照温差差：构件件弯曲——结构次内内力；线性温度度场——次内力非线性温温度场——次内力、、自应力力高桥墩必必须考虑虑墩身左左右侧的的日照温温差线性温度度梯度对对结构的的影响非线性温温度梯度度对结构构的影响响温度梯度度场2）自应力力计算温差应变变T(y)=T(y)平截面假假定a(y)=0+y温差自应应变(y)=T(y)-a(y)=T(y)-(0+y)温差自应应力s0(y)=