超长混凝土结构温度应力研究与应用.pdf

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1、广东建材2011年第7期水泥与混凝土超长混凝土结构温度应力研究与应用叶国认(广东省建筑设计研究院；华南理工大学)摘要：本文对一超长混凝土结构工程进行有限元进行模拟，分析得出超长混凝土结构内部的温度应力大小及其分布规律，并将其规律应用于工程实践中。对温度应力采取疏导的办法，设置伸缩凹槽以释放温度应力，分析结果表明设置伸缩凹槽是疏导释放温度应力的有效措施。关键词：超长混凝土结构；温度应力；伸缩凹槽1引言设缝设计实例进行有限元分析，根据计算结果，充分利用塔楼与纯地下室的高差，并在适当位置设置伸缩凹近年来我国建筑业蓬勃发展，建筑师对不设缝的混槽，有效控制了结构的温度应力，收到了很好的工

2、程效凝土结构的长度要求越来越高，超长混凝土结构不设伸果。缩缝设计成为一个新的技术亮点。混凝土结构温度应力是一个复杂的研究课题，各国2工程概况：结构设计规范大多仅给出构造措施加以防范，难以很好本工程为住宅小区，包括11栋32层的高层住宅、1的揭示和解决越来越多的大型实际工程遇到的问题。我栋1层会所和2层地下室，总建筑面积约23万m。，其中国《混凝土结构设计规范》GB50010-2002Ⅲ规定了钢筋地上部分约为l8万m。，地下约为5万inz。混凝土结构伸缩缝最大间距，并指出“当增大伸缩缝问本文取两侧塔楼中间地下室的部分结构进行温度距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响”，应

3、力分析，总长约220m，宽84m，塔楼部分为地下两层，“必要时应对温差问题进行专门的结构分析”，但都对如地下车库部分为一层。在顶板中，利用塔楼部分与纯地何分析没有给出进一步的说明。《高层建筑混凝土结构下室部分之间的原有高差，尽量释放顶板在高差处的伸：技术规程》JGJ3—2002[仅规定了高层混凝土结构伸缩缩变形；另外，在顶板的适当位置再补充设置伸缩沟，以缝的最大间距，给出了适当放宽伸缩缝间距和减小结构达到与高差类似的效果，释放顶板的温度变形，降低其温差收缩效应的构造措施。温度应力。采用有限元软件MIDAS／Gen对上述方案进行随着计算分析手段以及材料科学的不断进步，结构温度应力

4、的简化模型分析与整体模型分析。；工程师有可能在一定限度内设计出远超过现行规范所规定的伸缩缝间距的超长混凝土结构口]。本文采用3温度应力分析MIDAS／GEN程序对一超长、大面积、多层地下室结构不3．1温度荷载“胥口∞。“尊％。∞。“∞Ck。∞。“∞。∞稍t。∞。。曲。“％C。∞。“∞k。∞。“∞C(9)FSW无机保温砂浆抹灰工程质量的允许偏差和8施工体会检验方法应符合表3的规定。(1)FSW无机保温砂浆突出了墙体的轻质、高强、保表3FSW无机保温砂浆的允许偏差和检验方法温、隔热、节能等功能，符合我国墙改发展的总体要求。项允许偏差(mm)次项目检验方法普通抹灰高级抹灰(2)FSW

5、无机保温砂浆施工简便与普通砂浆抹灰几乎相同，价格低廉。在深圳地区保温砂浆仅40~45元／m2，l立面垂直度43用2m垂直检测尺检查2表面平整度43用2m靠尺和塞尺检查抗裂砂浆(含网格布)10元／mz左右。3阴阳角方正43用直角检测尺检查(3)采用内保温砂浆施工，既可满足保温要求，又不4分格条(缝)43拉5m线，不足5m拉通受南方地区雨水多对外墙抹灰的工期影响。●直线度线，用钢直尺检查5墙裙、勒脚上口43拉5m线，不足5m拉通直线度线，用钢直尺检查一13—水泥与混凝土广东建材2011年第7期温度应力计算采用的温度荷载，一般应根据工程所3．3整体模型分析在地的气象统计资料取用[5～

6、。根据广东省气象局的记为考虑温度应力对整体结构的影响，建褴体汁倾录，广州地区1月最冷，月平均温度9～16℃；7月最热，型如2所示。月平均温度28~29。c，取月平均温差为16~C。考虑徐变应力等因素，取温度折减系数为0．3。输入系统降温4．8℃。3．2简化模型分析为了明确各因素对温度应力的影响，取整体模型中的跨作为简化模型，如图1所示。图2计算模型对整体模型进行设置伸缩楷和砹fl{l缩1楷的对比计算分析，分析发现：当整体计算模型／1152fI1I缩凹槽时，顶板温度应力均大于2．5Mta，其J板边的力最大，为o=5．16Mpa。板温度应力分布如3』77~,J图1简化计算模型伸缩沟

7、的作用在于，通过其竖板的塑性变形(竖板项部塑性铰的形成)，来释放顶板的温度变形。分析中，通过调整伸缩沟竖板的厚度来反映其塑性铰的发展程度。取5倍弹性转角作为塑性铰，调整竖板厚度h，分别计算竖板厚度h=O、50、100、150、200、250、300mm时的板温度应力，计算结果如表1所示。表1简化模型计算结果图3无凹槽时整体模型计算结果竖板厚度板应力o(Mpa)设置伸缩凹槽后，整体模型汁算的应力等他线如h(mm)AA’BB’CDD’EE’图4所示。结果显示：设置伸缩[uJ槽后，顶板的温度j50