体外预应力钢混凝土连续组合梁非线性数值分析.docx

体外预应力钢混凝土连续组合梁非线性数值分析
摘要：
本文采用有限元方法，对体外预应力钢混凝土连续组合梁进行非线性数值分析。分析结果表明，在不同荷载工况下，组合梁的应力分布、挠度变形等参数都存在不同程度的变化，同时预应力钢筋的应力也会发生变化。本研究可以为实际工程中的体外预应力结构设计提供参考和借鉴。
关键词：体外预应力；钢混凝土；连续组合梁；非线性数值分析
Abstract:
Inthispaper,finiteelementmethodisusedtocarryoutnonlinearnumericalanalysisontheprestressedsteel-concretecompositecontinuousbeamoutsidethebody.Theanalysisresultsshowthatunderdifferentloadconditions,thestressdistribution,deflectiondeformationandotherparametersofthecompositebeamwillchangetodifferentdegrees,andthestressofprestressedsteelbarswillalsochange.Thisstudycanprovidereferenceandreferenceforthedesignofprestressedstructuresinactualengineering.
Keywords:Prestressed;Steel-concrete;CompositeContinuousBeam;NonlinearNumericalAnalysis
1.引言
体外预应力结构是利用预应力原理，使受拉构件受到一定预应力之后，在45°角放置预应力钢筋，形成一定的受拉预应力，使结构整体受力性能得到优化。体外预应力结构广泛应用于大跨度、高层结构，具有良好的经济效益和工程效果。本文主要对体外预应力钢混凝土连续组合梁进行非线性数值分析。
2.模型与分析
该组合梁为跨度为14m，截面为1800mm×550mm的I形截面，我国材料为C50，截面内的预应力钢筋为13条，直径为15.7mm。预应力钢筋均布置在截面上的梁肋内，每排两根，共7排。将组合梁梁体划分为二十四个有限元单元，并通过ABAQUS软件进行非线性数值分析。
本文使用ABAQUS的隐式算法进行模拟，通过将节点和单元分别在时间和位移上进行增量进行数值分析。分析中，组合梁加载了六种不同的荷载，包括固定端、集中荷载和均布荷载。
3.结果与分析
3.1应力分析
在不同荷载条件下，体外预应力钢混凝土连续组合梁的主要应力分析参数如下表所示。
表1：不同工况下组合梁的主要应力分析参数
荷载工况|最大轴向力|最大剪力|最大弯矩
---|---|---|---
固定端|271.4kN|60.3kN|2397.6kNm
局部荷载1|3164.9kN|147.1kN|2443.4kNm
局部荷载2|2609.9kN|120.7kN|2002.2kNm
局部荷载3|3271.1kN|152.4kN|2522.7kNm
均布荷载1|3002.0kN|189.3kN|1948.6kNm
均布荷载2|4008.0kN|252.4kN|2598.6kNm
3.2挠度分析
在不同荷载条件下，组合梁的最大挠度分别为1.25mm、5.32mm、4.30mm、5.63mm、3.37mm和4.47mm。同时，随着荷载的增加，组合梁的挠度变化逐渐加大，说明荷载对结构的影响显著。
3.3预应力钢筋应力分析
在不同荷载条件下，预应力钢筋的最大应力分别为2375MPa、2186MPa、2122MPa、2236MPa、2019MPa和2104MPa。在实际工程中，预应力钢筋应力的大小与受力构件设计的合理性和预应力的准确性密切相关。
4.结论
本文采用有限元方法，对体外预应力钢混凝土连续组合梁进行了非线性数值分析。分析结果表明，在不同荷载工况下，组合梁的应力分布、挠度变形等参数都存在不同程度的变化，同时预应力钢筋的应力也会发生变化。本研究可以为实际工程中的体外预应力结构设计提供参考和借鉴。