ANSYS混凝土收缩徐变

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混凝土的徐变收缩理论

⑤指数函数表达式最有代表性的是老化理论表达式，也
称Dischinger法，假定不同加载龄期的徐变系数——龄期
曲线，可能由通过原点的徐变系数——龄期曲线的垂直平
移而得，即 (t, )
按指数形式可表达为
(t
,
t0
)
(
,
t
0
)
徐变速率
(t, ) (,0)e [1 e (t ) ]
这种表达式是F.Dischinger在1937年首先应用于复杂结构分析而被称为Dischinger法。
这一定义是由美国ACI209委员会报告所建议的（1982年
版）。在该建议中，混凝土的标准加载龄期，对于潮
湿养护的混凝土为7天，对于蒸汽养护的混凝土为1～3天
t 从时刻开始对混凝土作用单轴向单位应力，在时刻
所产生的总应变通常定义为徐变函数 J (t, ) 。对于上述两
种徐变系数的定义方法，徐变函数可分别表示为
(t, ) a ( ) d (t, ) f (t, )
式中：
a ( )—加载后最初几天产生的不可恢复的变形系数；
d (t, ) ——可恢复的弹性变形系数，或徐弹系数 f (t, ) ——不可恢复的流变系数，或徐塑系数
③Z.P.Bazant提出了由基本徐变和干燥徐变组成的徐变表
达式，称为BP模式，用徐变函数 J (t, , t0 )表示为总应变
徐变、收缩及其影响因素
(1) 徐变与收缩
徐变——当荷载作用在混凝土构件上，试件首先发生瞬时弹性变形，随后，随时间缓慢地进一步增加变形。这种缓慢增加的变形称为混凝土的徐变变形。
收缩——在无荷载情况下，混凝土构件随时间缓慢变形，这种变形称为混凝土的收缩变形。在实际混凝土结构中，徐变、收缩与温度应变是混杂在

大体积混凝土温度徐变应力的ANSYS计算模块

连续过程划分为了一系列时段 ,然后在每一时段内按 ANSYS 静
态分析问题采用增量法进行求解。这种静态分析相当于在瞬态
法分析中施加“阶跃”载荷[4 ] ,当时间段划分足够小时 ,稳态或瞬
态分析的结果差别应该很小 ,能够满足工程精度。
温度徐变应力的计算流程见图 2 ,经过 ANSYS 温度弹性应
力计算模块处理后 ,再接驳应力松弛效应计算模块进行处理 ,得
τi =
1 2
(τi - 1 +τi)
(4)
这样 ,原来光滑的应变曲线 ε( t) 就被一条阶梯形变化的应变
曲线所代替 ,如图 1a) 中虚线所示。应变 ε( t) 为应变增量Δεi 的累积和 :
∑ ε( t) = Δεi
(5)
式 (5) 可以这样理解 :在中点龄期 τ1 ,τ2 , …,τi …发生了应变增量Δε1 ,Δε2 , …,Δεi …,每一个应变增量在产生之后即保持不变 ,应变ε( t) 是应变增量的累积和。
梁炯丰王俭宝顾连胜
摘要 :指出拱式转换层结构是一种新型转换层结构形式 ,通过算例分析比较 ,探讨了转换层设置位置对该结构动力特
性的影响。结果表明 ,当转换层位置逐渐上移时 ,结构周期及振型仅有一些量的变化。
关键词 :拱 ,转换层 ,动力特性
中图分类号 : TU311. 3
文献标识码 :A
0 引言
随着高层建筑的迅速发展和框支剪力墙结构体系的广泛应用 ,为满足复杂建筑的需要 ,转换层位置的高度越来越高 ,一般设在 3 层～6 层 ,有的工程设在 7 层～10 层 ,甚至更高 ,即高位转换结构[123 ] 。这类结构的设计方法在现行《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有明确规定 ,主要原因是对高位转换层结构研究不够深入 ,而工程师往往沿用底层框支剪力墙结构 (低位转换) 的设计方法 (J GJ 322002) ,但是原有的设计方法是否满足高位转换结构的需要 ,转换层的设置高度对框支剪力墙结构的抗震性能有何影响 ,对侧向刚度和平面布置有何影响 ,在设计中应注意哪些问题 ,这些都是工程设计人员迫切关注的 ,所以高位转换层结构设计中有许多问题亟待解决。而拱式转换层结构是新提出的一种新型转换层结构形式[4 ] ,其转换层设置位置较高时对该种结构抗震性能有何影响 ,急需进行研究并阐明。

基于ANSYS的混凝土徐变效应仿真分析

如果不考虑混凝土弹性模量随时间的变化，实际结构的徐变应变与弹性应变的比值 φ（ｔ，τ）（混凝土从 τ 至ｔ的时间间隔内
的徐变系数）基本上为常数。如何在大型软件中引入可考虑徐
变的材料本构关系，如何考虑施工过程中混凝土结构应力历史的影响，以及如何模拟材料弹性模量随时间的变化，是采用大
型有限元软件进行徐变分析的关键。２ＡＮＳＹＳ中的徐变分析方法
技术工程·TECHNOLOGY AND ENGINEERING
基于 ANSYS 的混凝土徐变效应仿真分析
田振生（重庆交通大学）
摘要：针对 ANSYS 中不包含与中国现行规范相匹配的混凝土由于徐变系数随时间不断变化，而ＡＮＳＹＳ当中我们采用随着
徐变计算功能的现实，基于混凝土徐变与金属蠕变类似的应力时间变化，不断改变材料属性的方法进行徐变过程的模拟。应变等效思想，提出在 ANSYS 中采用 Creep 准则模拟混凝土３工程实例验证
[3] 刘扬，陈海锋，李宇鹏等 . 基于 ANSYS 的桥梁结构收缩徐
（２．３）
变效应仿真计算 [J]. 交通科学与工程，2013，29（3）：19-22.
这里通过公式（２．３）可将理论计算的本构关系Ｃ１这个参作者简介：田振生，1992.11.01，民族：汉，籍贯：河南省，性别：
数导入ＡＮＳＹＳ之中进行计算分析。对于混凝土的徐变过程，
由迪辛格尔算法式可知：
的增长，跨中挠度随时间在发生变化，变化规律为位移总量始终在增加，而曲线变化率却在逐渐减小，直至趋于零。
（２．１）对于ＡＮＳＹＳ进行徐变计算，本文采用徐变隐式方程的第
（１１）个计算公式，即ＴＢＯＰＴ＝１１的情况：
２、由图３－３可以明显看出：通过Ｍａｔｌａｂ理论计算值与ＡＮＳＹＳ数值模拟值的对比，ＡＮＳＹＳ模拟混凝土简支梁跨中挠度精度比较高，最大误差０．３％，满足工程精度要求。因此，

混凝土的收缩徐变分析

混凝土的收缩徐变Q：这两个概念其实应该分开理解，但是由于平时总是放在一起念。

所以有时候容易混淆二者差别。

徐变概念：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而不断增大的的现象。

产生徐变的原因还没有定论，通常情况下可那么理解：1.混凝土内部的水泥凝胶体在外荷载作用下产生粘性流动，把压力传递给集料，使集料的变形逐渐增大，而导致混凝土的变形。

（应力较小是占主要作用）2.混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下逐渐放大，形成宏裂缝。

而导致混凝土变形。

（应力较大时占主要作用）影响混凝土徐变的主要因素：1.长期作用应力的大小。

2.受荷时混凝土的龄期（硬化强度）。

受荷时混凝土龄期越短，混凝土中尚未完全结硬的水泥胶体越多导致徐变越大。

因此混凝土过早的受荷（即过早的拆除底板）对混凝土是不利的。

影响徐变其他因素：1.混凝土组成。

水灰比越大，水泥用量越多，徐变越大。

2.外部环境。

养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变越小。

3.构件的体积与表面积。

与水分的逸发有关。

收缩概念：混凝土在空气中结硬时，体积会缩小。

收缩比膨胀要大得多，所以一般只考虑收缩。

产生收缩的原因：1.水泥凝胶体本身体积减小（干缩） 2.混凝土失水（湿缩）影响收缩主要因素：混凝土内部组成跟外部环境。

收缩应力机理：混凝土收缩导致体积有减小的趋势，但是结构约束会限制这个趋势。

因此当自由收缩受到限制的时候，混凝土会产生拉应力。

在钢混结构中，收缩会使钢筋产生压应力，混凝土产生拉应力。

如果结构截面配筋过多，有可能会导致收缩裂缝。

在预应力混凝土结构中，收缩会导致预应力失效。

得出结论：1.徐变于桥梁结构使用阶段的外部荷载作用情况密切相关。

外荷载产生的应力的大小将直接影响徐变的大小。

由于桥梁在运行阶段所受到的应力一般大于0.5fc。

所以结构徐变与应力呈非线形变化，因此徐变的问题属于非线形问题。

2.外荷载对徐变影响占主导作用，因此可近似理解为没有外荷载即不考虑徐变影响。

而显然这种假设是不可能成立的。

混凝土龄期、收缩、徐变的研究进展及工程应用解析

共二十六页
3.工程应用 (gōngchéng)
收缩和徐变可对结构的内力和变形等产生不利影响，尤其对于采用悬臂浇筑的大跨度预应力混凝土箱梁桥而言，收缩徐变对主梁线形和内力的影响更大。实际工程中常发生成桥后由于混凝土收缩、徐变而引起的跨中下挠、预应力损失过大以及腹板开裂(kāi liè)等问题。
挠度随时间均有所增长，但增长趋势明显减缓。
共二十六页
3.工程应用 (gōngchéng)
对于箱梁顶、底板厚度相差较大(jiào dà)的根部截面
（1）在施工过程中, 混凝土箱梁顶板会直接受到日照的作用, 使得其内的混凝土温度要明显高于底板混凝土温度, 造成顶板混凝土的收缩速率和干燥徐变速率要高于底板混凝土；
水泥的水化作用日渐充分，混凝土的成熟度逐渐提高，其强度、弹性模量、极限拉伸及绝热温升等均随着龄期的延长而逐渐增长，最终将趋于定值。
养护3d
共二十六页
养护28d
1.混凝土龄期(línɡ qī)的相关研究
简要介绍：朱伯芳院士提出的“半熟龄期”
定义混凝土强度、弹性模量(tán xìnɡ mó liànɡ)、极限拉伸及绝热温升达到最终值的一半时的龄期为半熟龄期，半熟龄期越小，表明该混凝土成熟得越快。
主要介绍：CEB-FIP（1990）模型
ACI模型
共二十六页
CEB-FIP（1990）模型(móxíng)
适用范围
徐变系数的计算公式适用范围：应力水平σｃ／fｃ＜0.4，暴露在平均温度5℃～30℃，平均相对湿度RH为40％～ 100％的环境中。
收缩(shōu suō)计算公式适用范围：普通混凝土在正常温度下，湿养护不超过14d，暴露在平均温度5℃～30℃和平均相对湿度RH为40％～50％的环境中。

ansys收缩徐变模拟实例

ANSYS收缩徐变模拟实例1. 引言在工程领域中，材料的收缩和徐变是非常重要的参数，对于结构设计和性能预测有着重要的影响。

ANSYS是一款广泛应用的有限元分析软件，可以进行各种复杂结构的模拟和分析。

本文将介绍如何使用ANSYS进行收缩徐变模拟，并通过一个实例来演示其应用。

2. ANSYS简介ANSYS是一款商业化的有限元分析软件，具有强大的建模、求解和后处理能力。

它可以对各种不同类型的工程问题进行模拟和分析，包括结构力学、热传导、流体动力学等。

3. 收缩徐变模拟原理在材料受到外界作用时，由于温度、湿度等因素的影响，材料会发生收缩或者徐变现象。

收缩是指材料在固化过程中由于挥发物质的流失而发生体积减小；而徐变是指材料在长时间受到外界应力作用下发生形状或尺寸改变。

ANSYS使用有限元法来模拟材料的收缩和徐变现象。

有限元法将结构离散成多个小的单元，通过求解每个单元的位移和应力，然后将它们组合起来得到整个结构的位移和应力分布。

在收缩徐变模拟中，需要定义材料的收缩或者徐变模型，并将其作为输入参数进行计算。

4. ANSYS收缩徐变模拟步骤4.1 准备工作在进行ANSYS收缩徐变模拟之前，首先需要准备好以下工作： - 材料性质数据：包括材料的弹性模量、泊松比、线膨胀系数等参数。

- 结构几何模型：可以通过CAD软件绘制结构的三维模型，并导入到ANSYS中进行后续操作。

4.2 定义材料属性在ANSYS中，需要定义材料的机械性质和热物理性质。

对于收缩徐变模拟，主要关注材料的弹性模量、泊松比和线膨胀系数等参数。

这些参数可以通过实验测量或者文献资料获取。

4.3 建立有限元网格在ANSYS中，需要将结构离散成多个小的单元。

可以使用ANSYS提供的自动网格划分工具，也可以手动划分网格。

网格的划分需要根据结构的几何形状和模拟要求进行调整，以保证计算结果的准确性。

4.4 定义边界条件在ANSYS中，需要定义结构的边界条件。

边界条件包括约束和加载。

混凝土收缩徐变效应分析

§ 6.1 混凝土收缩徐变的基本概念
6.1.2 混凝土收缩徐变的机理及其影响因素
混凝土收缩徐变对桥梁结构的影响：
（1）结构在受压区的徐变将引起变形的增加；（2）偏压柱由于徐变使弯矩增加，增大了初始偏心，降低其承载能力；（3）预应力混凝土构件中，徐变导致预应力损失；（4）结构构件表面，如为组合截面，徐变引起截面应力重分布；（5）超静定结构，引起内力重分布。（6）收缩使较厚构件的表面开裂。
§ 6.4 混凝土徐变效应分析
换算弹性模量法
引入两个换算弹性模量
§ 6.4 混凝土徐变效应分析
换算弹性模量法计算步骤
（1）选取结构计算图式。
（2）按不同施工阶段计算恒载内力图Mp。（3）在赘余力处分别施加各单位赘余力，得到图。
（4）计算各梁段的老化系数
及换算弹性模量。
（5）计算恒定荷载及徐变赘余力在约束处的发生的变位。
式中，k,0—加载龄期=0、t= 时的徐变系数（终极值）； —徐变增长速度系数；
t,0—加载龄期 =0的混凝土在t时的徐变系数。有了徐变基本曲线公式(t,0) ，应用老化理论或先天理论，可得出一般的徐变系数(t,)的计算公式。
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.3 偏重理论的徐变数学表达式
大跨度桥梁设计
混凝土收缩徐变效应分析

本章的主要内容
6.1 混凝土收缩徐变的基本概念 6.2 徐变系数模型与徐变理论 6.3 徐变应力应变关系 6.4 基于位移法的混凝土徐变效应分析 6.5 混凝土的收缩效应
§ 6.1 混凝土收缩徐变的基本概念
6.1.1 混凝土收缩徐变基本概念
徐变、收缩是混凝土这种粘弹性材料的基本特性之一，它不但对桥梁结构影响大，而且持续的时间长，且其变化过程复杂，不易把握。

ansys收缩徐变模拟实例

ansys收缩徐变模拟实例1. 引言在工程领域中，材料的收缩和徐变是一个非常重要的问题。

收缩是指材料在固化过程中体积发生变化，而徐变则是指材料在长时间受力下产生的形变。

这些现象对于工程设计和制造过程都有着重要的影响。

为了更好地理解和预测材料的收缩和徐变行为，可以使用ANSYS软件进行模拟分析。

本文将介绍如何使用ANSYS软件进行收缩徐变模拟，并给出一个实例来说明其应用。

2. ANSYS软件简介ANSYS是一款强大的工程仿真软件，广泛应用于各个领域。

它可以对各种工程问题进行建模、分析和优化。

其中包括结构力学、流体力学、热传导等多个方面。

3. 收缩徐变模拟步骤在进行收缩徐变模拟前，需要按照以下步骤进行准备：步骤1：创建几何模型首先，在ANSYS中创建需要分析的几何模型。

可以使用ANSYS自带的建模工具或者导入现有的CAD文件。

步骤2：定义材料属性根据实际情况，定义材料的力学性质，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数等。

步骤3：设置边界条件根据实际情况，设置模型的边界条件。

这包括约束条件和加载条件。

步骤4：网格划分将几何模型划分为有限元网格。

可以使用ANSYS自动划分工具或者手动划分。

步骤5：定义收缩徐变模型在ANSYS中，可以使用不同的方法来描述收缩和徐变行为。

常用的方法有两种：一是通过定义材料的收缩系数和徐变系数；二是通过输入实验数据进行曲线拟合来描述收缩和徐变行为。

步骤6：求解方程将上述步骤中定义好的模型输入到ANSYS中，并进行求解方程。

ANSYS会根据所设定的边界条件和材料属性，计算出模型在受力下的行为。

步骤7：结果分析最后，对求解结果进行分析。

可以观察位移、应力、应变等参数，并对结果进行评估和优化。

4. 实例演示假设我们要研究一个由混凝土构成的柱子在受压力作用下的收缩和徐变行为。

以下是具体的步骤：1.在ANSYS中创建柱子的几何模型。

2.定义混凝土的材料属性，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数等。

ANSYS混凝土收缩徐变

A N S Y S混凝土收缩徐变 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-A N S Y S和M I D A S混凝土徐变模拟比较简述：本文主要对比ANSYS和MIDAS这两种有限元软件在模拟混凝土收缩徐变上的差异，包括计算精度、计算方式、计算时间等方面。

计算模型为10m长的C50方形柱顶施加1kN的集中力，柱截面为1m1m。

1.混凝土徐变混凝土徐变是混凝土结构在长期荷载作用下随着时间的增长混凝土中产生的应变变化目前尚未对混凝土徐变有比较统一的说法，在此不去讨论具体有何说法，关键在于理解混凝土徐变与应力是有关系的。

而通常我们计算结构时大部分是按照线性徐变处理的。

2.混凝土徐变本构关系2.1老化理论本构关系根据迪辛格尔法可知徐变函数可定义为在t0时刻作用于混凝土的单位应力(即t0=1)至时刻ｔ所产生的总应变。

如采用徐变系数的第一种定义，则可表示为：如采用第二种定义，则可表示为：3.ANSYS立柱计算模型由于ANSYS并没有专门板块来混凝土徐变模拟，故而需要借助金属蠕变的计算机理来等效模拟混凝土徐变效应。

ANSYS提供两种方法计算徐变：显式计算和隐式计算。

显式计算需要细分较多的时间步长，计算时间长；隐式计算计算精度高，计算时间短。

但是在实践中也发现，涉及到单元生死情况时，隐式计算可能出现异常现象。

下面将会对这两种方法进行详细的比较。

3.1ANSYS显式计算显式计算对时间步长是有要求的，尤其是在徐变系数曲线变化剧烈的时间段需要细分子步以减小误差和帮助收敛。

因而，时间步长的划分方式、时间点的数目对计算结果都会有较大的影响。

（1）等间距时间步长和对数时间步长假设混凝土的龄期是7天，徐变变化速率为0.005，考虑收缩徐变10年（3650天），若3650天时刻的徐变系数为1，那么按照等间距时间步长划分，则时间步长间距，（3650-7）/500=7.286。

按照对数时间步长划分，若采用30个数据点，具体数据如下所示。

基于 ANSYS 平台的混凝土收缩徐变分析

△ ￡ｈｉ＝￡ｓｈ（ｔ）一￡。ｈ（ｔ１）
（８）Ａｔ内的截面内力一应变增量表达式：
没有现成的模块可用，它不能够像其它桥梁专用程序那样模拟预应力效应及其损失，更加不能模拟考虑龄期的混凝土收缩徐变效应。本文中，基于等效荷载法原理，采用ＡＮＳＹＳ中的ＡＰＤＬ进行编程，采用降温法对混凝十收缩进行模拟，同时采用等效荷载法在ＡＮＳＹＳ中实现了徐变的模拟。
对梁体的撞击作用。
术，２０００，（４）：７１２．
（２）挂梁腹板的最大丰拉应力、腹板顶部弯矩和腹板
最大弯矩随着加劲肋厚度的增大而减小。（３）挂梁腹板的最大主拉应力、腹板顶部弯矩和腹板最大弯矩随着加劲肋布置间距的增大而增大。
【关键字】ＡＮＳＹＳ：有限元；等效荷载法；收缩徐变
１概述
混凝土收缩、徐变的机理比较复杂，目前也是还没有完全解决的课题。混凝土收缩、徐变的数学描述有多种模型，在确定这些模型的参数后，又有多种分析方法。
钢材等级：Ｑ２３５Ｂ；加劲肋厚度：１５ｍｍ；间距：１．５ｍ；高度：
马蹄０．４＋腹板０．６５。
（１） △ｏ在ｔ一处引起的徐变应变为：

混凝土徐变收缩

混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化,最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小。

这种变形称为混凝土收缩.一般认为，混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩,引起各种收缩的原因和机理可以解释为：1．自生收缩是在没有水分转移下的收缩,其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积,因此,这是一种因水泥水化产生的固有收缩，对于普通混凝土来讲，自生收缩相对于干燥收缩微不足道，而对于高强混凝土来讲,由于其具有较高的水泥含量，因此,早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大，应予以考虑.2．干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失，需要指出的是，干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩，干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。

3．碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。

水泥水化物中的Ca（OH)2碳化成为CaCO3,碳化收缩的主要原因在于Ca（OH）结晶体的溶解和CaCO3的沉淀。

碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境2相对湿度和构件的尺寸，当空气中相对湿度为100%或小至25％时，碳化收缩停止。

碳化收缩是相对发现得较晚，因此，大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。

2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下，混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象.徐变可分为两种：基本徐变和干燥徐变。

基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变；干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形。

总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线.对试件施加某一荷载(本图为0.5c f ）,在加载瞬间为竖直的直线，试件受压后立即产生瞬时的应变e ε，若保持应力不变，随荷载作用时间的增加，试件的变形继续增加，产生徐变cr ε。

在加载初期，徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%-80%。

混凝土徐变收缩

混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化，最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小。

这种变形称为混凝土收缩。

一般认为，混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩，引起各种收缩的原因和机理可以解释为:1．自生收缩是在没有水分转移下的收缩，其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积，因此，这是一种因水泥水化产生的固有收缩，对于普通混凝土来讲，自生收缩相对于干燥收缩微不足道，而对于高强混凝土来讲，由于其具有较高的水泥含量，因此，早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大，应予以考虑。

2．干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失，需要指出的是，干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩，干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。

3．碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。

水泥水化物中的Ca(OH)2碳化成为CaCO3，碳化收缩的主要原因在于Ca(OH)2结晶体的溶解和CaCO3的沉淀。

碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境相对湿度和构件的尺寸，当空气中相对湿度为100%或小至25%时，碳化收缩停止。

碳化收缩是相对发现得较晚，因此，大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。

2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下，混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象。

徐变可分为两种:基本徐变和干燥徐变。

基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变；干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形。

总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线。

对试件施加某一荷载（本图为0.5c f ），在加载瞬间为竖直的直线，试件受压后立即产生瞬时的应变e ε，若保持应力不变，随荷载作用时间的增加，试件的变形继续增加，产生徐变cr ε。

在加载初期，徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%-80%。

基于ANSYS的混凝土收缩徐变效应分析

０厶＼Ｊ，
为了考虑应力随时间的变化，使用两种强化准则：间强化时
和应变强化。时间强化假定徐应变率仅依赖于徐应变过程开始
的时问；变强化假定徐应变率仅依赖于材料中的应变。应
‘
’ Ｌ，等ｌＥ十骘高９１７
收缩徐变影响等一系列三维徐变问题。本文将就以上这些问题算徐变应变率方程中所使用的标量等效应力和等效应变。对徐变方程积分时，ＳＳ使用经过修改的总应变，表达ＡＮＹ其进行研究。
１ＡＳＳ中的徐变分析方法ＮＹ
１１ＡＮＳ．ＹＳ中的徐变理论徐变是指在不变荷载作用下材料持续变形的特性。如果位
都限制了大型有限元分析软件进行混凝土的徐变分析。如何在大型软件中引入可考虑徐变的材料本构关系，如何模
，
＝Ａａｅ’ｔＵ‘ ０Ｉ
（）１
其中，，Ｃ，均为试验中得到的材料常数，数本身也ＡＢ，Ｄ常
应时这拟材料弹性模量随时间的变化，采用大型软件进行徐变分析的可能是应力、变、间或温度的函数，种形式的方程被称为状是态方程。关键。如果能很好的处理上述问题，就完全可以利用大型有限元软件强大的空间计算功能，决局部如预应力混凝土箱梁腹板的解对于２Ｄ或３应力状态，ＮＳＤＡＹＳ软件使用ＶｎＭｉｓ程计ｏｓ方ｅ

基于ANSYS的桥梁结构收缩徐变效应仿真计算_刘扬

是桥梁设计、施工监控的重点和难点．在材料性能混凝土的收缩徐变只对结构均匀的静定结构中，的变形产生影响，不影响内力；但在材料特性不同
第３期
刘扬，等：基于ＡＮＳＹＳ的桥梁结构收缩徐变效应仿真计算１．１收缩效应收缩应变公式：
，式中：其值为ｈ＝ｈ为构件的理论厚度（ｍｍ）／，其中：２Ａｃｕ（Ａｃ是构件的截面面积（ｍｍ２）ｕ为）；构件与大气接触的周边长度（ｍｍ）ｈ０＝，１００ｍｍ；ｔｈ０＝１００ｍｍ．ｓ＝１ｄ１．２徐变效应徐变系数的计算公式为：
ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｓｈｒｉｎｋａｅａｎｄｃｒｅｅｅｆｆｅｃｔｓｇｇｐｂｒｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈＡＮＳＹＳｏｆｇ
β
ＲＨ
ＲＨ５５＝１．ＲＨ１－ βｓＲＨ０
（（）），
（）４
３
式，该公式的计算结果与实际情况相符．目前，大型通用有限元程序被广泛应用于桥
７］梁的结构设计和施工模拟中［．ＡＮＳＹＳ有限元程
０％ ≤ ＲＨ ≤ ９９％．４：式中ＲＨ为环境相对湿度，ＲＨ０＝１００％．／（ｔ－ｔｔｓ）１ｔ－ｔ＝ｓ） βｓ（（／（／３５０ｈｈ０）ｔｔ＋－ｔｓ）１

浅析混凝土收缩徐变的原因

浅析混凝土收缩徐变的原因浅析混凝土收缩徐变的原因摘要：本文浅析了混凝土收缩和徐变的发生原因，从材料、环境、生产过程的角度对其进行了解释。

关键词：混凝土收缩徐变一、徐变，是物体在荷载作用下，随时间增长而增加的变形，与荷载的大小关系不大。

一般提到的徐变都是指混凝土的徐变。

影响混凝土收缩和徐变的因素很多。

概括地讲，主要因素有材料特性、构件性质、环境条件和荷载条件等。

1、混凝土是由胶凝材料、骨料、水、添加辅料组成。

骨料又分为粗骨料和细骨料。

骨料材质决定骨料的吸水率。

再是骨料相对于硬化后水泥的硬度比。

混凝土在硬化过程中失水量决定了水泥浆体积变化的程度。

一看来说，高吸水率、低强度骨料比地吸水率、高强度顾恋拌合的混凝土收缩与徐变大。

2、由于各类水泥搀和材料不同，其需水量、凝结时间、早期强度、强度上升速率都有所不同。

膨胀水泥混凝上的收缩较小，高强、早强水泥的后期徐变较大。

水泥成分对混凝土的自生收缩的影响要比对干燥收缩的影响大。

水泥品种对混凝土徐变的影响，在于其对混凝土加载时的强度的影响。

当加载龄期、应力和其它条件相同时，导致混凝土强度发展较快的水泥将导致较低的徐变。

3、水灰比，就是混凝土的含水率，对混凝土收缩徐变的影响有密切的关系。

含水量对水泥胶体及混凝土的干燥收缩有较大的影响。

单位水泥用水量愈大则收缩也愈大。

另一方面，当含水量不变时，单位体积的水泥用量愈大则收缩愈大。

在其它条件相同时，混凝土的徐变随水灰比的增加而增大。

这是因为低水灰比的混凝土的相对初始强度的发展速度小于高水灰比的混凝土。

4、混凝土环境温度、湿度对混凝土收缩徐变的影响。

湿度愈大，吸附水的蒸发量愈小，水泥的水化程度愈高，水泥凝胶体的密度也愈高，收缩和徐变也愈小。

相对湿度对加载早期的徐变影响更大。

5、构件体表比决定了介质湿度和温度影响混凝土内部水分溢出的程度，随构件体表比的增大，混凝土的收缩和徐变较小。

6、荷载加载时混凝土的龄期也存在重要原因。

加载龄期愈小，水泥的水化愈不充分，混凝土的强度愈低，混凝土的徐变也愈大。

采用ANSYS进行砼徐变收缩分析的研究

采用ANSYS进行砼徐变收缩分析的研究周细辉1,刘雪锋2,汪维安2(1.南昌市城市规划设计研究总院,江西南昌　330006;2.长沙理工大学,湖南长沙　410076)摘　要:综述了采用ANSYS进行砼徐变收缩分析的方法,以线形叠加原理为理论基础,提出了可以考虑施工过程的ANSYS砼徐变收缩的计算方法;以软件材料库中所提供金属蠕变的本构关系曲线分段拟合常应力作用下的砼徐变曲线,结合离散化模型的有限元模型处理方法,计算了布柳河大桥在最大悬臂状态下的挠度,并将结果与实际施工监控中采用TDA P程序的计算结果作比较,验证了方法的正确性。

关键词:桥梁;ANSYS;砼;徐变;收缩;离散化模型中图分类号:U444.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2668(2006)05-0083-031　问题的提出徐变与收缩是砼本身所固有的物理化学性质,其中收缩只与砼的构成成分、养护条件和外界环境有关;而徐变则不仅与上述因素有关,还与实际结构所承受的荷载大小和加载龄期有着密切的关系。

目前,工程界对砼的徐变分析基本采用线性徐变理论,分析手段和方法则大多采用专业平面杆系程序。

由于实际工程结构中的砼应力水平基本上都低于0.5R a(R a为砼轴心抗压强度标准值),多年的试验研究证明,在这种应力水平下,如果不考虑砼弹性模量随时间的变化,实际结构的徐变应变与弹性应变的比值φ(t,τ)(砼从τ至t的时间间隔内的徐变系数)基本上为常数;此外,目前许多国外大型有限元分析软件虽然功能全,但处理复杂,而且有些还不能计入应力历史对结果的影响。

这些都限制了大型有限元分析软件在砼徐变分析中的应用。

如何在大型软件中引入可考虑徐变的材料本构关系,如何考虑施工过程中砼结构应力历史的影响,以及如何模拟材料弹性模量随时间的变化,是采用大型软件进行徐变分析的关键。

如果能处理好上述问题,就完全可以利用大型有限元软件强大的空间计算功能,解决诸如(预应力)钢管(钢箱)砼的应力重分布、异形斜拉桥预拱度计算等一系列三维徐变问题。

基于ANSYS平台的混凝土徐变计算

1 《公桥规》徐变系数参数化拟合
混凝土徐变是通过徐变系数来描述的 ,《铁桥规》给出的徐变系数 φ ( t,τ) 是采用以老化理论为基础的指数形式表达 , 因此可以直接应用于电算 ;《公桥规》给出了计算徐变系数 φ ( t, τ) 的方法 , 但由于涉及的参数需要通过查表的方式确定 , 只适合于设计者手算。为实现《公桥规》徐变系数的电算 , 需对 β )、 β φf 2进行拟合。目前参数 Rτ /R ∞、 d ( t -τ f ( t)、较好的拟合方法有 : 段明德方法、钟 - 颜方法、赵新生方法。表 1～表 4 分别给出了用不同方法得到的 Rτ / β )、 β R ∞、 d ( t -τ f ( t) 和 φ f 2的拟合结果。从表 1 ～表 4 看出 : 3 种拟合方法所得到的各参数的相对误差均不超过 10 % , 均符合工程精度要求 ; 3 种拟合方法所得到的各参数均方误差均不超过 5 % ,其中钟 - 颜方法相对较小。下面通过一简单算例来综合比较这 3 种方法。 2 例题 : 混凝土截面积 A = 10 650 cm , 截面周边
1 000 1. 24 1 300 1. 15
( 2)
均方误差 / % δ= Δ2 / n ∑
合值 , 并与规范值进行比较。表 5 列出在不同加载龄期 τ , 3 种拟合方法的均方误差比较。
表 5 徐变系数 φ ( t,τ) 的校核 ( h0 = 1 439 mm , φf1 = 1. 0 )
Δ σ (τ i) ∑
n i =1
E
1 +φ ( t,τ i)
( 1)
单位时间内的徐变应变增量为 : Δ ε = ε( t +Δ t,τ 0 ) - ε( t,τ 0 ) = σ (τ ) 0 φ ( t +Δ t,τ 0 ) - φ ( t, τ 0 )