基于ANSYS的桥梁结构徐变效应仿真分析
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在 ＡＮＳ ＹＳ有 限元 软件 现有 的功 能 中 ， 有专 门针 对混凝 土 的徐变计 算 ， 以利 用 ＡＮＳ 没 可 ＹＳ的金 属 蠕 变
收 稿 日期 ：０ ２０ —４ ２ １—１１ ． 作者简介 ： 游 峰（ ９ ０）助理工程师． － ｉ ｙ ｕｅｇ ２ ０ ＠１ ３ ｃｍ １８ 一 ， Ｅ ｍａ ：ｏ ｆｎ＿ ０ ４ ６ ．ｏ ｌ
现 了桥 梁混凝土 结构 的徐 变分析计算 。在此基础上 ， 通过 实例验证 了这种模拟方法在 实际工程计算 中的可靠性 。
关 键词 ： 徐变； 混凝土； Ａ Ｓ Ｓ 仿真分析； 桥梁结构 ＮＹ ；
Ｂｒｄ ｅＳｒ ｃｕ ｅＣｒｅ ｆｃ ｉ ｌｔ ｎ Ａｎ ｌｓｓＢａ ｅ ｎ ＡＮＳ ｉ ￣ ｔｕ ｔｒ ｅｐ ＥｆｅｔＳｍｕ ａｉ ａｙ ｉ ｓｄ ｏ ｏ ＹＳ
￡一 Ｃ１・ Ｃ ・ Ｑ ・ｅ ／ ａ２ ｔ （） １
式中， ｔ 为 时刻 的混 凝 土应力 ； Ｔ为 ｔ 刻 的环 境 温度 ； Ｃ ， ３Ｃ 为 常系数 。 时 Ｃ ， ｚＣ ， ４ 取 Ｃ ：１Ｃ —０ Ｃ —０ 代人 式 （） ２＝ ， ３ ， ４ ， ＝ １ ｅ ｌ・ —Ｃ （） ２
１ 徐变理论 的基本假定
因客观 因素 的复杂性 ， 凝土徐 变 引起 的结构 徐变 变形及 次 内力计算 的精 确分 析十分 困难 ， 变计算 理 混 徐 论 大多 采用 如下假 定 ：
１ 结构 截面 变形 （ ） 混凝 土） 终符合 平截 面变 形假定 ； 始
２不考 虑普 通钢 筋对徐 变 的约束 影 响 ； ） ３徐变 与应 力之 间符合 线性 关 系 ， ） 即采 用线 性徐 变理 论 ， 由此 可 采用 “ 的独 立 作用 原 理 ” “ 力 应 变 力 和 应
由混凝 土徐 变 引起 的结 构 内力和 变形 问题 一直是 桥梁设 计 与施工 控制 的重点 和难 点 。徐变对 结构 内力
和构件截面应力影 响的分析方法有 ３ ， 种 即微分方程求解法 、 代数方程求解法及有限元逐步分析法 。对于结
构形式 、 工过程 复 杂 的桥 梁结 构 ， 般宜 采用 有 限元 逐步 分析 法 。 施 一 目前具 有 丰富 的单元 库 、 料库 和强 大 的求 解器 的通 用有 限元程 序被 广 泛用 于 桥 梁 的结 构设 计 和施 工 材 模拟 ， 但是 这些 软件 大都 不包 含与我 国现 行规 范相 匹配 的混 凝 土徐 变计 算功 能 。为 此 ， 文章 拟 利用 ＡＮＳ ＹＳ 有 限元软 件对 桥梁 混凝 土结构 的徐 变效 应进行 仿真 分析 。
的叠 加原理 ” ；
４混凝土弹性模量为常值 。试验证 明， ） 混凝土的弹性模量 随时间变化 ， 一般可增加 １ ～１ 。但考 ０ ５ 虑到徐变系数的计算值已部分包括这一 因素 ， 可取常值计算 ；
５不考 虑混 凝 土收缩 和温 度变 化 的影 响 。 ）
２ 混 凝 土 徐 变 在 Ａ Ｓ Ｓ有 限 元软 件 中 的实 现 ＮＹ
７ ８
建 材 世 界
２１ 年 ０２
第 ３卷 ３
第２ 期
Ｃ ｅｐ准则 来考 虑 。ＡＮＳ ｒｅ ＹＳ软 件 中蠕变 分析 有 “ 隐式 ｉ ｌｉｃｅｐ 和 “ ｍｐｉｔ ｒｅ” 显式 ｅｐｉｔ ｒｅ” ｃ ｘ ｌｉｃｅｐ 两种 方 法 ， 文 ｃ 本 采 用 Ｃ —Ｏ显 式方 程进 行混 凝 土徐 变分 析 。 ｅ
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（ ． ｅＳ ｖ ｎ ｈ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ． Ｌｔ ， Ｂ １ Ｔｈ ｅ ｅ ｔ ｇｎ ｅｉ ｎ ｏ ｄ Ｍ ＥＣ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ２ Ｇｕｙ ｎ ｃ ｉ ｃｕ ａ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ； ． ｉａ ｇ Ａｒｈ ｔ ｔ ｒｌ ｅ
建 材 世 界
Hale Waihona Puke ２１ ０２年第３ ３卷
第 ２期
基于 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ的桥 梁 结构 徐 变效 应仿 真 分 析
游 徐 虎 峰 ，
（． １ 中铁 大桥局 第七 工程 公 司 ， 武汉 ４ ０７ ；． 阳建筑 勘察设 计有 限公 司 ， 阳 ５０ ８） ３ ００ ２贵 贵 ５０ １
摘 要 ： 利用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 通用有限元程序中的金属蠕变 Ｃｅｐ准则来模拟混凝土的徐变效应， Ａ Ｓ Ｓ平台上 实 ｒ ｅ 在 ＮＹ
ｅｆｃ ，ｎ ａｃ ｌｔ ｓｔ ｅｃｅ ｐｏ ｒ ｇ ｏ ｃｅｅｓｒ ｃｕ ｅ ｆｅ ｔａ ｄｃ ｌｕａｅ ｈ ｒｅ ｆｂ ｉ ｅｃ ｎ ｒｔ ｔｕ ｔ ｒ．Ｏｎ ｔｉ ａ ｉ，ｔ ｒ ｕ ｈｔ ｅｅ ａ ｐｅｓ ｏ ｈ ｅｉｂｌ ｙｏ ｄ ｓｂ ｓｓ ｈ ｏ ｇ ｈ ｘ ｍ ｌ ｈ ｗｓｔ ｅｒｌ ｉｔ ｆ ｈ ａ ｉ ｔ ｉ ｓｍ ｕａｉｎ ｍｅｈ ｄ ｉ ｒｃｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｃｌｕａｉｎ ｈｓ ｉ ｌｔ ｔ ｏ ｐ ｏ ｔｃｌｅ ｇｎ ｅｉ ａｃ ｌｔ ． ｏ ｎ ｎ ｏ Ｋ ｅ ｒ ： ｃｅ ｐ； ｃ ｎ ｒｔ ； ＡＮ Ｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ｒｅ ｏ ｃｅｅ ＹＳ； ｓｍｕａｉｎａ ａｙ ｉ； ｂ ｉｇ ｔｕ ｔ ｒ ｉ ｌｔ ｎ ｌｓｓ ｏ ｒｄ ｅｓｒ ｃｕｅ
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收 稿 日期 ：０ ２０ —４ ２ １—１１ ． 作者简介 ： 游 峰（ ９ ０）助理工程师． － ｉ ｙ ｕｅｇ ２ ０ ＠１ ３ ｃｍ １８ 一 ， Ｅ ｍａ ：ｏ ｆｎ＿ ０ ４ ６ ．ｏ ｌ
现 了桥 梁混凝土 结构 的徐 变分析计算 。在此基础上 ， 通过 实例验证 了这种模拟方法在 实际工程计算 中的可靠性 。
关 键词 ： 徐变； 混凝土； Ａ Ｓ Ｓ 仿真分析； 桥梁结构 ＮＹ ；
Ｂｒｄ ｅＳｒ ｃｕ ｅＣｒｅ ｆｃ ｉ ｌｔ ｎ Ａｎ ｌｓｓＢａ ｅ ｎ ＡＮＳ ｉ ￣ ｔｕ ｔｒ ｅｐ ＥｆｅｔＳｍｕ ａｉ ａｙ ｉ ｓｄ ｏ ｏ ＹＳ
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式中， ｔ 为 时刻 的混 凝 土应力 ； Ｔ为 ｔ 刻 的环 境 温度 ； Ｃ ， ３Ｃ 为 常系数 。 时 Ｃ ， ｚＣ ， ４ 取 Ｃ ：１Ｃ —０ Ｃ —０ 代人 式 （） ２＝ ， ３ ， ４ ， ＝ １ ｅ ｌ・ —Ｃ （） ２
１ 徐变理论 的基本假定
因客观 因素 的复杂性 ， 凝土徐 变 引起 的结构 徐变 变形及 次 内力计算 的精 确分 析十分 困难 ， 变计算 理 混 徐 论 大多 采用 如下假 定 ：
１ 结构 截面 变形 （ ） 混凝 土） 终符合 平截 面变 形假定 ； 始
２不考 虑普 通钢 筋对徐 变 的约束 影 响 ； ） ３徐变 与应 力之 间符合 线性 关 系 ， ） 即采 用线 性徐 变理 论 ， 由此 可 采用 “ 的独 立 作用 原 理 ” “ 力 应 变 力 和 应
由混凝 土徐 变 引起 的结 构 内力和 变形 问题 一直是 桥梁设 计 与施工 控制 的重点 和难 点 。徐变对 结构 内力
和构件截面应力影 响的分析方法有 ３ ， 种 即微分方程求解法 、 代数方程求解法及有限元逐步分析法 。对于结
构形式 、 工过程 复 杂 的桥 梁结 构 ， 般宜 采用 有 限元 逐步 分析 法 。 施 一 目前具 有 丰富 的单元 库 、 料库 和强 大 的求 解器 的通 用有 限元程 序被 广 泛用 于 桥 梁 的结 构设 计 和施 工 材 模拟 ， 但是 这些 软件 大都 不包 含与我 国现 行规 范相 匹配 的混 凝 土徐 变计 算功 能 。为 此 ， 文章 拟 利用 ＡＮＳ ＹＳ 有 限元软 件对 桥梁 混凝 土结构 的徐 变效 应进行 仿真 分析 。
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４混凝土弹性模量为常值 。试验证 明， ） 混凝土的弹性模量 随时间变化 ， 一般可增加 １ ～１ 。但考 ０ ５ 虑到徐变系数的计算值已部分包括这一 因素 ， 可取常值计算 ；
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２ 混 凝 土 徐 变 在 Ａ Ｓ Ｓ有 限 元软 件 中 的实 现 ＮＹ
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Ｃ ｅｐ准则 来考 虑 。ＡＮＳ ｒｅ ＹＳ软 件 中蠕变 分析 有 “ 隐式 ｉ ｌｉｃｅｐ 和 “ ｍｐｉｔ ｒｅ” 显式 ｅｐｉｔ ｒｅ” ｃ ｘ ｌｉｃｅｐ 两种 方 法 ， 文 ｃ 本 采 用 Ｃ —Ｏ显 式方 程进 行混 凝 土徐 变分 析 。 ｅ
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