超长混凝土框剪结构温度作用有限元分析.pdf

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1、超长混凝土框剪结构温度作用有限元分析程震1．周斌2(1’常州市规划设计院，江苏常州213002；2江苏博研工程设计咨询有限公司，江苏常州213000)(摘要】为了研究超长框剪结构在温度及混凝土收缩作用下的应力及裂缝问题，采用有限元软件MIDAS对某超长混凝土框剪结构进行建模分析。研究在温度及混凝土收缩作用下并考虑徐变效应的影响，结构的应力、内力分布以及变形规律。所得结论可供类似工程设计参考。[关键词】超长框剪结构；温度；收缩；应力；变形[中图分类号]’1’U375．4【文献标识码]A[文章编号]1005—6270(2016}02—0052—03TheFini

2、teElementAnalysisofOverlongConcreteFrame-ShearwailStructureundertheEffectofTemperatureCHENGZhenlZHOUBin2(1．ChangzhouCityPlanandDesignInstitute，ChangzhouJiangsu213002China2．JiangsuBoyaaEngineeringDesignConsultingCo．，Ltd，ChangzhouJiangsu213000China)Abstract：Inordertostudytllestressan

3、dcrackoftheoverlongframe—shearwalIstructureundertheeffectoftemperatureandshrinkageofconcrete，ananalysismodelingofaoverlongconcreteframe-shearwallstructurewasestablishedbyusingthefiniteelementsoftwareMIDAS．Thestress，internalforcedistributionanddeformationregularityofthestructurewass

4、tudyingundertheeffectoftemperatureandshrinkageofconcrete，includingtheeffectofthecreep．Theresultscanprovidetheexperienceforthedesignofthesimilarprojects．Keywords：overlongconcreteframe-shearwallstructure；temperature；shrink；stress；deformation江苏常州某大厦主体部分为框剪结构。地下1层．地上10层。结构混凝土强度等级为C30。结

5、构主体总长度为84．OOm．总宽度为16．80m。地下室顶板总长度为121．80m。总宽度为55．2m。结构不设伸缩缝，结构平面长度超过《混凝土结构设计规范))(GBS0010—2010)111所：允许伸缩缝的最大间距。为了研究超长结构在温度应力及混凝土收缩作用下的裂缝问题，采用有限元软件进行建模分析。1超长混凝土结构的有限元模型目前．混凝土结构温度作用常用的计算模型有实体单元结构模型、简化的梁板壳单元与柱杆单元模型及进一步简化的粱柱杆单元与板壳单元模型12-51。前2种模型计算精度较高．但模型建立复杂。计算工作量大。第3种模型虽然计算精度有限．但是结构设计

6、分析方法便捷合理，且符合一般实际工程需要。利用通用结构有限元分析软件MIDAS／Gen对其进行计算分析．其中梁、柱采用一般梁单元。楼板采用板单元，剪力墙采用膜单元。框架梁不考虑翼板作用。均取矩形截面单元。梁、板、柱的顶面均在楼层标高处。按照后浇带封闭后结构成为整体建立模型．分析结构整体在最不利温度作用下的变形及应力情况。在本模型中。钢筋混凝土视为均质材料．但考虑到钢筋对混凝土弹性模量和密度的影响．将混凝土和钢筋的弹性模量、密度进行等效折算处理。材料参数取值为：混凝土强度等级C30，弹性模量30000MPa，泊松比O．2，温度膨胀系数10-5，℃．结构整体三维

7、模型见图l。在整体结构建模分析时没有考虑桩土之问的相互作用．而是直接对地下1层的柱底端和剪力墙底部施加固定约束。主要由于：(1)地下l层底板与桩基础直接相连．在水平方向上受到的摩阻力很大：(2)结构底板的滑动对于温度作用下的结构受力是有利的．将其近似考虑成固定约束也是偏安全的。【收稿日期12015．12．10【作者简介】程震，男(1976一)，常蜘市规划设计院，高级工程师，从事结构工程的研究。图l结构的整体模型2超长混凝土结构的温度作用2．1正常使用阶段季节温差变化考虑工程所在地常州年平均温度嗍．当地最低温度为-4℃。当地最高温度为37℃。考虑到施工进度的安

8、排，兼顾安全性和经济性．后浇带封闭时刻的温度保守地假