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在预应力混凝土箱梁中,剪力滞引起截面弯曲正应力沿梁宽方向不均匀分布,并使梁体产生附加挠曲变形;混凝土徐变则导致梁体变形随时间而变化,并在箱梁截面内的钢筋和混凝土间发生应力重分布,在有体系转换的超静定结构中还将产生徐变次内力。结合悬臂法施工特点,本文研究考虑剪力滞效应的PC连续箱梁徐变效应。
首先运用能量变分法,建立了考虑钢筋影响的剪力滞控制微分方程,运用当量截面法,推导出变截面悬臂箱梁及连续箱梁在恒载和预加力等作用下的应力、挠度和剪力滞系数计算表达式。
其次,以新建立的剪力滞效应计算式为基础,通过引入混凝土时变本构方程,结合任意时刻截面内力平衡方程和变形协调条件,得出考虑剪力滞、混凝土收缩徐变、预应力筋松弛、配筋率等影响的PC变截面箱梁徐变效应的分析方法。对于有体系转换的PC超静定箱梁,推导出了考虑剪力滞影响的徐变次内力计算公式;通过引入T-B方程,结合截面内力平衡方程和变形协调条件,建立了考虑剪力滞影响的PC连续箱梁徐变效应分析方法,推导出一套可计算任意时刻混凝土和钢筋应力及应变、梁体变形的公式。
最后,利用matlab对本文建立的公式进行编程、计算,同时用有限元软件进行计算。对比本文方法和有限元软件的计算结果,表明本文方法可直接用来分析考虑剪力滞效应的变截面PC连续箱梁徐变效应,计算结果良好。
本文提出的考虑剪力滞效应的PC连续箱梁徐变效应分析方法,及建立的一套解析公式,为深入研究剪力滞和徐变综合效应提供了一种新途径。