反Z型建筑结构温度效应分析及预应力配筋设计.pdf

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1、城市建筑┃结构•抗震┃URBANISMANDARCHITECTURE┃STRUCTURE•ASEISMATIC反Z型建筑结构温度效应分析及预应力配筋设计■董志荣[摘要]建筑结构构件在日照等外界因素作用下会发生热2.设计难点温度应力。为此，采用有限元计算程序建立了计算胀冷缩变形，从而在建筑构件内部形成温度应力。温度应结构设计采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体模型，分析了结构的温度应力，并据此配置了预应力造成的裂缝，会导致建筑整体性、耐久性等下降。本文系，建筑平面整体呈反“Z”型，平面形状不规则。力钢筋。首先采用大型有限元软件ANSY，对某反Z型大跨度不设缝同时，由三个50m左右的区隔连

2、体而成，纵向总长2.模拟分析建筑结构内部的温度应力分布情况进行了模拟分析。分析118m，展开长度150m。但对于医疗建筑来说，设（1）模型建立结果表明：在升温工况下，不同区域相交的阴角处楼面峰置抗震缝对医疗用房（无菌手术室，血管成影室等）采用ANSYS建立了本工程的计算模型。选用梁值拉应力达到11.7MPa，需要进行特殊处理。最后在此模的布置和使用带来诸多不便，经过多次计算比较以单元Beam188模拟结构中的梁和柱，采用面单元拟结果基础上，对整个建筑进行了科学合理的预应力配筋及和建筑专业的协调，定稿采用不设置抗震缝的平shell163模拟结构中的楼板和剪力墙。为了方便模设计，解决了

3、建筑特殊结构设计所带来的温度效应问题。面形式。根据建筑平面在结构中部结合建筑电梯井拟，模型建立过程中忽略较小的洞口和楼层内部较及楼梯布置剪力墙井筒，为提高结构整体抗扭刚度，小的高差以及水电管线用的小洞口。忽略屋顶的电[关键词]结构构件变形温度应力设计在反“Z”型的四个端部结合楼梯间布置剪力墙。在梯机房等从温度变形和温度应力角度来看，对整栋很好地提高结构的整体抗扭转能力的同时，力求做建筑的温度效应几乎没有影响的细节，最后建立的随着我国建筑事业的日益发展，建筑在人们生到剪力墙布置均匀，平面间隔基本一致，整体结构模型。活中不再是简单满足居住或者商业用途，在建筑的重心形心尽量重合。如此体型

4、的复杂建筑将会面临（2）边界及模拟工况外观美感等方面的要求也日趋提高。特别是大型综结构单元长度超长，温度、收缩应力，裂缝控制难考虑到基础刚度很大，且由于受到地球这一热合建筑，常集合各种功能于一体。为了满足不同使度大等诸多问题。其中，由温度所带来的应力效应容系数很大实体的影响，基本保持恒温，因此在一用功能，建筑结构构件的设计也常超出以往设计方尤为明显，如何解决好因温度所产生的应力问题是层楼底部考虑为固结约束。混凝土在早期的收缩采案。置于自然环境中的建筑结构，在受到外界光照、本工程的技术关键。用留设后浇带的方式进行释放。为此，后浇带留设热源等影响作用下，变形行为受到限制而产生的温二、温

5、度效应对结构的影响时间应不低于30天。同时，由于后浇带将结构分为度应力问题。超长结构单元的温度、收缩应力，裂自然界气温的变化和日辐射等会引起材料产生仅具有弱约束的四个部分，在后浇带留设期间，温缝控制难度大，如何对主体梁板配置预应力钢筋以热胀冷缩。由于温度变化，结构或构件产生伸或缩，度应力很小。因此，计算中仅需考虑后浇带封闭后抵抗温度应力，引起了国内外工程界的关注与重视。工程中我们常用式（1）对混凝土的变形值进行计算环境温度变化引起的应力。考虑在10℃～15℃左右本文首先采用大型有限元软件ANSY对某反Z型LLTT（1）的环境温度下封闭后浇带，考虑盐城当地的年温度21建筑

6、结构内部的温度应力分布情况进行了模拟分变化约为-10℃～36℃，则相对于后浇带封闭时间的式中，L为杆件长度，mm；TT为材料的温度差21析，在此基础上，对整个建筑进行了预应力配筋设最大温差约为-20℃～+20℃。考虑对称性，对模型值，K；α为材料的线膨胀系数。计。从而满足了科学合理地布置预应力配筋的要求，施加-20℃的温度荷载，20℃的情况与其相反。结构构件当伸缩受到限制时，内部便产生温度为同类建筑结构的设计提供了参考。应力。如纵向构件的变形受到竖向构件（柱、墙等）3.计算结果分析一、工程概况及设计难点的约束，在纵向构件中会产生拉应力或压应力。混通过数值软件计算，最后得出在温

7、度效应作用1.工程概况凝土的温度线膨胀系数与钢筋的温度线膨胀系数接下建筑结构的变形及应力分布情况。X方向变形图盐城市亭湖新区医院工程位于盐城市亭湖区经近，在工程实践中，房屋的长度方向，房屋长度越如图2所示。在上述温度荷载下结构的X方向最大济开发区，亭湖大道北侧，规划纬无路南侧，机场长，楼板等纵向连续构件由温度变化引起的长度改变形为11mm，发生在端部楼顶。边跨在竖向上的变2路东侧，经四路西侧。总用地面积为79361m，总变就越大。形变化趋势呈现抛物线型，靠近地面变化较