溫度應(yīng)力對鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)安全的綜合研究.pdf

1、近年來，隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了較多超長、超大的建筑物，這類建筑主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，按現(xiàn)行混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，這類建筑須設(shè)置一道或多道伸縮縫。但由于建筑在防水和構(gòu)造等方面的要求，設(shè)縫勢必會帶來不便。通常超長結(jié)構(gòu)就是長度超過規(guī)范伸縮縫間距的結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)大部分采用施加預(yù)應(yīng)力、膨脹混凝土和設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶等措施，不設(shè)或者少設(shè)伸縮縫。溫度應(yīng)力是使混凝土超長結(jié)構(gòu)開裂的主要原因之一，溫度應(yīng)力超過混凝土的極限拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)便會發(fā)生開裂

2、，甚至影響到結(jié)構(gòu)的正常使用，溫度應(yīng)力是這類超長結(jié)構(gòu)需要考慮的重要因素。我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的內(nèi)力計(jì)算中，一般不考慮溫度對結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，而只做構(gòu)造處理。但設(shè)置伸縮縫又會帶來很多問題。因此，探討混凝土超長結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力變化分布規(guī)律，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中溫度應(yīng)力的分析提供合理的計(jì)算方法就顯得非常重要。 本文首先總結(jié)了近年來國內(nèi)外混凝土溫度應(yīng)力的研究現(xiàn)狀，探討了鋼筋混凝土的溫度特性，分析鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力產(chǎn)生的各種原因。通過鋼筋混凝

3、土超長結(jié)構(gòu)的線性分析及有限元理論分析，找出溫度應(yīng)力的計(jì)算方法，再應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)工程，采用ANSYS有限元分析軟件對其進(jìn)行有限元分析(Finite Element Analysis)，得出結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分布規(guī)律和變化規(guī)律。 本文研究課題總體上分為三個(gè)部分：一、通過對鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力產(chǎn)生原因的分析，得出和升溫荷載相對比，降溫荷載使混凝土處于更加不利的狀態(tài)，即降溫情況下混凝土收縮產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)薄弱部

4、位產(chǎn)生而耐久性危害(如混凝土開裂、鋼筋銹蝕、滲漏水、加速混凝土風(fēng)化等)。然后結(jié)合長沙地區(qū)的實(shí)際情況，得出基于ANSYS結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算溫差(降溫差)；二、采用線彈性理論對在降溫荷載及恒活荷載工況下實(shí)際工程超長結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探討溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響及作用規(guī)律，即超長結(jié)構(gòu)在使用階段承受驟變降溫荷載下的溫度作用的數(shù)值分析，得出在結(jié)構(gòu)水平方向上，頂板拉應(yīng)力較大的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在梁和柱附近(框架節(jié)點(diǎn)處)，同時(shí)結(jié)構(gòu)每跨跨中的梁下部節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)較大拉應(yīng)力；三