非线性分析原理与求解方法
时间:2011-08-29 11:34来源:未知 作者:admin 点击:次
在桥梁结构中的非线性问题主要有材料非线性和几何非线性问题。引起斜拉桥材料非线性的因素主要有混凝土的徐变、收缩;引起斜拉桥几何非线性的因素主要有三个方面:索的垂度影响、梁柱效应和大位移效应。对于索的垂度效应,使用柔索单元模拟斜拉索时可精确计算其影响。对于梁柱效应,可用几何刚度矩阵计人其影响。对于大位移效应,可以用大位移刚度矩阵或基于U.L列式的有限位穆理论来计入伸缩缝。
(1)斜拉桥在施工阶段和营运状态,各种非线性因素对其整体受力都将产生不同程度的影响,忽略其中的任一因素都会带来一定的计算误差伸缩缝。
(2)索的垂度效应是由于索采用直杆单元后计算刚度与实际构件刚度的差异所至。这种
效应在对称施工时,对塔的受力不产生影响,而在主梁内,后期索的张拉将引起索力重分布,索韵实际刚度与线性刚度差异也将导致实际索力与线性索力的差异,从而导致主梁内力的差异。
(3)P-A效应和大位移效应是导致桥梁结构几何非线性的根源,并将使超静定结构中内力发生重分配。斜拉桥在施工初期是一个内部超静定体系,几何非线性将导致其内力重分布。施工后期是一个内外部超静定体系,几何非线性同样要对内力分配产生影响。其影响对斜拉桥的梁塔是双重性的。一方面,由于大位移的产生,P-/\效应将使梁、塔弯矩放大,另一方面,内力重分配使索力发生重分配,索力的改变二次作用于结构,使结构内的弯矩、轴力发生变化,二者是耦合的,将导致原本十分规律的P-A效应影响产生局部效应或不规律的现象伸缩缝。