一种复杂约束下钢-混组合梁桥混凝土收缩快速预测方法

专利主权项内容

1.一种复杂约束下钢-混组合梁桥混凝土收缩快速预测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：材料性质与参数获取通过材料试验确定混凝土、钢筋以及剪力钉的弹性模量，同时测定混凝土制作养护过程中的相对湿度影响系数γ、体表比影响系数γ、砂子含量影响系数γ、水泥含量影响系数γ、坍落度影响系数γ和空气含量影响系数γ，在梁桥待预测结构施工完成后确定预测开始龄期t和预测持续龄期t；RHvsψcsαs步骤二：混凝土初始收缩模型及参数修正建立混凝土初始收缩模型如下：式中，ε(t, t)表示混凝土初始收缩量，ε表示修正系数，具体为：s0sshuε＝780×γ×γ×γ×γ×γ×γ×10shuRHvsψcsα-6从而根据步骤一事先确定的实际数据对混凝土初始收缩模型的参数进行修正；步骤三：剪力钉约束区域总变形计算假设剪力钉约束区域受到应力σ，则剪力钉和剪力钉约束区域内混凝土的应变分别为：式中，ε为剪力钉的应变，ε为剪力钉约束区域内混凝土的应变，E为剪力钉的弹性模量，E为剪力钉约束区域内混凝土的弹性模量；sncpsncp则剪力钉约束区域总变形为：εb＝εmD+ε(b-mD)cssncp式中，ε为剪力钉约束区域的应变，b为剪力钉约束区域内相距最远的两根剪力钉最外侧之间的距离，m为剪力钉布置个数，D为剪力钉直径，E为剪力钉约束区域不考虑钢筋的弹性模量；cscs步骤四：剪力钉约束区域近似弹性模量计算为简化计算，采用近似的方法估算E，得到：cs步骤五：剪力钉约束收缩应变获取剪力钉的收缩约束量为：式中，ε(t, t)为剪力钉的收缩约束量，A为剪力钉约束区域不考虑钢筋的截面面积，A为剪力钉约束区域内混凝土的截面面积；Rscscp步骤六：受力钢筋内力的平衡方程在t时刻，耦合区域内混凝土和钢筋的受力保持平衡：ΔF(t)＝ΔF(t)cs式中：ΔF(t)为混凝土受力，ΔF(t)为钢筋受力；cs步骤七：钢筋混凝土变形协调方程耦合区域不受钢筋约束时收缩变形量为Δ(t, t)，受钢筋约束后收缩变形量为Δ(t, t)，根据结构的几何性和变形协调条件可知：RsshsΔ(t, t)＝Δ(t, t)+Δ(t, t)Rsshscs可得：将ΔF(t)计算公式代入变形量公式可得：s化简可得：式中，Δ(t, t)为耦合区域被钢筋拉伸的变形量，L为耦合区域垂直于横截面的纵向长度，E为钢筋的弹性模量，A为钢筋的截面面积，E为耦合区域内混凝土的弹性模量，A为耦合区域内混凝土的截面面积；cssscc步骤八：组合梁桥的混凝土收缩预测模型令可得：同时除以长度L可得：式中：ε(t, t)为考虑约束的最终收缩量，即为预测的混凝土收缩结果。shs