既有钢筋混凝土框架结构考虑时变刚度的内力分析

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随着服役时间的增长,既有结构的性能将逐渐退化,功能将逐渐降低甚至丧失。为了保证结构在整个生命周期内的安全使用,需要对其进行全过程分析。这种全过程的分析主要反映在要考虑整个生命周期结构直接作用、间接作用变化规律和相应的作用效应,以及可能产生的结构变化。本文以研究材料时间性能出发,建立相应的时变本构关系,由静力平衡,本构关系和几何协调方程给出钢筋混凝土截面考虑时间效应的一般分析方法。再由截面的时变刚度,通过有限元方法,把混凝土结构处理为变刚度单元组成线弹性结构,从而用传统的弹性有限元分析方法简单地求出相应的作用效应。论文的主要研究内容: 1.分析材料与时间相关的性能,重点介绍混凝土各种变形的特点和计算表达公式,建立了具有普遍适用性的材料本构方程; 2.系统介绍了徐变、收缩计算理论的历史演变。通过介绍时变计算模量法,逐步计算方法,为后面的程序徐变有限元逐步计算方法提供了依据; 3.考虑时间因素的影响,建立了混凝土截面应力应变分析方法,给出了截面时变计算刚度的概念和计算方法; 4.利用时变计算刚度概念,建立考虑时间因素的超静定混凝土结构有限元计算方法,并编制相应的计算程序; 5.对程序的正确性进行判断及验证,通过对例题进行结构受力及位移的分析,并对其结果进行分析。
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