超长混凝土框架结构温度应力分析与设计实践

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随着经济的发展,人们对建筑物的使用功能有了越来越高的要求,特别是公共建筑逐渐向舒适化、大型化发展,超高、超长、大跨度公建越来越多,而混凝土结构由于其特有的材料性质,在体量超过一定限度之后,由外部温度变化所产生的结构自身温度应力会对建筑带来显著的影响。各国现行规范对于混凝土结构伸缩缝间距的最大长度比较保守,我国规范虽然允许在采取一定措施的情况下可适当放宽伸缩缝间距,但超长混凝土结构的设计方法仍没有统一、明确的规定。本文以此为出发点,利用计算机有限元分析软件,通过工程设计实例计算分析,总结出在温度作用下超长混凝土结构的应力及应变分布规律,对今后的结构设计起到一定的参考作用。文章的主要工作是结合工程所在地的气象条件设计出温度工况,建立超长混凝土框架结构在温度荷载作用下的内力方程,根据建筑条件建立有限元模型,分别对非温度作用下、温度效应作用下及不同温度工况作用下三种模型进行计算分析,并对其结果进行比对分析。文章的主要研究成果得出,对于混凝土框架结构整体计算指标,温度作用主要影响结构的位移;对于结构构件,温度作用对构件内力的影响主要体现在梁板轴力及柱顶弯矩上,其中楼板轴力的影响最大。对竖向布置分析,建筑首层构件温度应力最大,顶层构件温度变形最大;对平面布置分析,结构长方向中部梁板轴力最大,长方向端部柱顶弯矩最大,且结构中刚度突变处出现应力突变。文章的创新点在于填补了现行规范中超长混凝土框架结构设计方法的空白,在收集和分析国内外现有研究成果的基础上,笔者结合具体工程设计实例,对超长钢筋混凝土框架结构在正常使用状态下的温度应力进行分析,并对混凝土框架结构温度裂缝控制的设计方法进行探讨,为超长钢筋混凝土多层框架结构温度应力分析及裂缝控制提供设计参照。
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