梁柱刚度比对塔柱顶横梁施工期温度效应影响研究.pdf

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1、四川建筑科学研究第４０卷第２期５０ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ２０１４年４月梁柱刚度比对塔柱顶横梁施工期温度效应影响研究徐晓梅，汪基伟（河海大学土木与交通学院，江苏南京２１００９８）摘要：以三峡升船机塔柱为工程背景，对塔柱顶横梁进行施工仿真计算，研究横梁轴向刚度与塔柱抗侧刚度比对横梁施工阶段温度效应的影响。计算结果表明，横梁温度应力除受温差大小影响外，还受横梁轴向刚度与塔柱抗侧刚度比影响，该比值越大温度应力越小。当比值大于某一临界值时，温度应力较小，横梁施工无需预留宽槽；当比值小于该临界值时，横梁施工是否需预留宽槽以减小温度应

2、力，避免出现贯穿性裂缝使横梁丧失抗剪承载力，可经施工仿真研究确定。对西南地区温度条件，该临界值为７７８。关键词：塔柱结构；施工仿真；温度作用；刚度比；钢筋混凝土有限元法中图分类号：ＴＶ５文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１９３３（２０１４）０２－０５０－０５ＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏｂｅｔｗｅｅｎｂｅａｍａｎｄｔｏｗｅｒｔｏｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｆｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄＸＵＸｉａｏｍｅｉ，ＷＡＮＧＪｉｗｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＴｒａｎ

3、ｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｓｈｉｐｌｉｆｔｏｆＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＰｒｏｊｅｃｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓｂｅａｍｓｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｔｏｗｅｒｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｒａｔｉｏｂｅｔｗｅｅｎｂｅａｍａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｔｏｗｅｒｌａｔｅｒａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅ

4、ｒａｔｕｒｅｅｆｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｂｅｓｉｄｅｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｏｆｂｅａｍｓｉｓａｌｓｏａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｒａｔｉｏｂｅｔｗｅｅｎｂｅａｍａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｔｏｗｅｒｌａｔｅｒａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅｒａｔｉｏｉｓ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｉｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｒａｔｉｏｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈ

5、ａｎａｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｉｓｓｍａｌｌｅｎｏｕｇｈｔｏａｂｏｌｉｓｈｗｉｄｅｇｒｏｏｖｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｒｏｓｓｂｅａｍｓ．Ｉｆｔｈｅｒａｔｉｏｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅ，ｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｗｉｄｅｇｒｏｏｖｅｉｓｎｅｅｄｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｌｏｓｓｏｆｓｈｅａｒｃａｐａｃｉｔｙｂｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｅｒｃｉｎｇｃｒａｃｋｓｏｒｎｏｔｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙ

6、ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙ．Ｆｏｒｔｈｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｒｅｇｉｏｎｏｆｃｈｉｎａ，ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅｉｓ７．７８．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｗｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｉｍｕｌａｔｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｆｆｅｃｔｓ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ０引言升船机是一种常见的高坝通航建筑物。对于垂直升船机，承重结构常采用塔柱。例如三峡升船机，其承重塔柱采用前后左右４座钢筋混凝土薄壁筒体，对称布置在承

7、船厢室两侧，总长度１１９０ｍ，总宽度１６０ｍ，两侧塔柱相距２５８ｍ，在塔柱顶部高程"１９６０ｍ通过７根横梁和中控室平台实现横向［１］图１升船机塔柱示意连接，图１为其示意图。为减小两侧塔柱的相对Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｉｐｌｉｆｔｔｏｗｅｒ变形，横梁横截面尺寸一般较大，如向家坝升船机塔［２］柱顶横梁为３ｍ×１ｍ（高×宽）；三峡升船机塔柱工期，横梁会由于水化热作用而形成较高的温度场，中间横梁为３ｍ×２ｍ，其他为３ｍ×１ｍ。因此在施冷却至稳定温度后产生较大的温差，从而引起温度应力。当温度应力过大时，横梁可能出

8、现全截面垂收稿日期：２０１３０８０６直贯穿裂缝，丧失抗剪承载力。工程上为避免横梁作者简介：徐晓梅（１９８８－），女，江苏南京人，硕士研究生，主要从事出现垂直贯穿