復(fù)雜超長混凝土樓板溫度應(yīng)力分析.pdf

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1、復(fù)雜超長混凝土樓板溫度應(yīng)力分析■王勤劉偉[摘要]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受外界環(huán)境溫度變化的影響時會?()t材料采用線彈性體系，并將鋼筋混凝土材料視為各y?T??(2)產(chǎn)生溫度變形，由于受到邊界條件的約束，結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生y?向同性材料。建立整體模型如圖1所示。分析時不c溫度應(yīng)力。在進(jìn)行復(fù)雜超長鋼筋混凝土樓板設(shè)計時，需要考慮結(jié)構(gòu)自重和外荷載的影響，僅分析溫度作用對?5考慮溫度作用的影響。某大型商業(yè)綜合體由于其樓板超長其中，?c??110?C為混凝土的溫度線膨脹系結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響。且存在大開洞，為復(fù)雜混凝土樓板結(jié)構(gòu)，本文基于有限元數(shù)。分析軟件，主要討論該樓板在溫度作

2、用下的溫度應(yīng)力分布本文考慮工程結(jié)構(gòu)受溫度作用影響最不利階段特性，并提出可行的技術(shù)應(yīng)對措施。為混凝土澆筑至外圍護(hù)施工階段，對該階段進(jìn)行溫度效應(yīng)分析。此階段按半年時間考慮，即t?180d，[關(guān)鍵詞]混凝土樓板溫度應(yīng)力有限元后澆帶預(yù)應(yīng)力混凝土的收縮量?y(180)為：?4?0.01180??4?y(180)3.2410???1.0(1??e)=2.7010?(3)一、引言則混凝土收縮當(dāng)量溫差為：超長混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分析問題近年來不?()t斷引起結(jié)構(gòu)工程師的重視。但是溫度效應(yīng)荷載的取?T??y??27?C(4)圖1基于MIDASGEN整體模型圖y值和施

3、加方法，規(guī)范中尚未給出明確的規(guī)定，大多?c該結(jié)構(gòu)在綜合溫度作用下整體變形如圖2所是通過概念設(shè)計解決溫度應(yīng)力問題。本文針對某典2.季節(jié)溫差示。從分析結(jié)果來看，在溫度作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生明型的超長復(fù)雜混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)，采用有限元軟件分季節(jié)溫差指結(jié)構(gòu)合攏或形成約束階段的施工期顯的整體收縮變形。可以看出，結(jié)構(gòu)變形從底層到析其溫度應(yīng)力問題，并討論設(shè)置后澆帶和施加預(yù)應(yīng)溫度和后期各階段期間溫度之間的差值，為結(jié)構(gòu)的頂層是逐漸變大的，并且在頂層出現(xiàn)最大變形，其力等方法的有效性，對超長復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)的溫度平均溫度變化，由緩慢的氣候變化所致。季節(jié)溫差位移值達(dá)到7.53mm。這

4、主要是因為層高越高，結(jié)應(yīng)力問題的分析具有一定的參考價值。由下式(5)計算：構(gòu)的抗側(cè)向剛度越小，所受到的約束也越小，因而二、工程概況?Ts?Ts,max(Ts,min)?Ts,0變形越大。從整體來看，結(jié)構(gòu)縱向變形大于橫向變(5)本工程為地上6層、地下2層的少墻框架結(jié)構(gòu)，形。其中，Ts,max，Ts,min分別為結(jié)構(gòu)在各階段最高地面以上東西向長159.6m，南北向長79.8m，樓平均溫度和最低平均溫度，Ts,0為結(jié)構(gòu)合攏或形成內(nèi)設(shè)多個不規(guī)則中庭，兩方向均不設(shè)結(jié)構(gòu)縫，超出約束時的平均溫度。了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)中關(guān)于根據(jù)《建

5、筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)，伸縮縫最大間距55m的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)8.4m×合肥地區(qū)50年重現(xiàn)期的月平均最高氣溫為37℃，8.4m，建筑總高度33.0m，一層層高為6.0m，標(biāo)月平均最低氣溫為-6℃。考慮混凝土澆筑入模溫度準(zhǔn)層層高5.4m，因中庭、溜冰場、影院、入口、為10℃，取最不利季節(jié)溫差為降溫16℃。下沉廣場等抽柱，使得部分柱網(wǎng)大（跨度9～25.2m）3.溫度作用影響系數(shù)圖2結(jié)構(gòu)整體收縮變形且不對齊較零亂。本文認(rèn)為該結(jié)構(gòu)樓板受溫度效應(yīng)對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，溫度作用對于結(jié)構(gòu)在綜合溫度作用下該結(jié)構(gòu)混凝土樓板的溫度應(yīng)影響較大，有必

6、要進(jìn)行溫度應(yīng)力的計算和分析。內(nèi)力的影響是多方面的，需要考慮多種因素的綜合力分布如圖3、圖4所示。從分析結(jié)果來看，在溫三、溫度作用影響。本文主要考慮應(yīng)力松弛和剛度折減對樓板溫度作用下，樓板中的溫度應(yīng)力大部分達(dá)到了2.82～由于外部環(huán)境變化引起的溫度變化非常復(fù)雜，度應(yīng)力計算的影響。3.91MPa。同時，由于樓板存在不規(guī)則大開洞，造影響因素很多，難以準(zhǔn)確描述。而混凝土結(jié)構(gòu)中的（1）應(yīng)力松弛系數(shù)成樓板不連續(xù)，存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，在局部應(yīng)力峰裂縫大多為混凝土收縮和溫度應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生由于材料非線性，混凝土存在徐變現(xiàn)象，與時值超出5MPa?？梢钥吹?，在溫度應(yīng)力

7、作用下，樓的，因此本文主要考慮混凝土收縮引起的當(dāng)量溫差間量有關(guān)。由于徐變的存在，混凝土約束構(gòu)件的內(nèi)板中的溫度應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和季節(jié)溫差變化對樓板應(yīng)力的影響。力隨時間的延長而逐漸減小，即應(yīng)力松弛現(xiàn)象。對(C35，2.20MPa)，因此如不采取有效措施，樓板極1.混凝土收縮當(dāng)量溫差于結(jié)構(gòu)溫度作用，由于是一個與時間有關(guān)的緩慢的易在溫度作用下開裂，產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)的正?；炷翝仓笥捎谒值恼舭l(fā)會發(fā)生體積收縮變化過程，因此需要考慮徐變對樓板溫度應(yīng)力的松使用，造成安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。變形，從而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。由于混凝土的弛影響。由于

8、彈性連續(xù)性假定，可將計算溫度應(yīng)力收縮受溫度影響，因此在考慮溫度作用下混凝土應(yīng)值乘以應(yīng)力松弛系數(shù)來修正計算結(jié)果。應(yīng)力松弛系力