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《郑州大学》 2003年
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超长结构温度应力分析

赵天兵  
【摘要】:(1)研究目的 近年来我国已建造一些平面尺寸超长建筑物,由于功能上的限制,一般要求不设或少设温度伸缩缝。超长建筑的温度变形和温度应力如果处理不当,将使结构产生裂损,严重影响正常使用。我国混凝土结构设计规范不考虑温度作用,只做构造处理。因此,温度问题是超长结构设计中的重要研究课题之一。分析其内力分布特点,为工程设计处理提供依据,供其他实际工程设计参考是本文的研究目的。 本文研究正是在这一背景下展开。 (2)研究方法 本文结合郑州地区的工程实际情况,分析建筑结构各个阶段温度作用的特点,完善了温度作用和温差取值的计算原则,并选出了在工程设计中起控制作用的温差取值,方便设计采用。 根据实际情况建立超长建筑结构的有限元分析模型,采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的有限元计算程序,进行结构整体分析。 (3)研究结果 通过计算得到了超长结构构件在各种结构类型下的内力和变形结果,并进行了分析对比,发现削弱剪力墙的刚度是减小超长结构温度应力的有效措施。 (4)结论 一般情况下,结构的温度变形总是遵循建筑底部变形短小,随着向建筑上部发展变形逐步增大,并在顶部达到位移极值的普遍规律;建筑底部几层位移层间变化率较大,随着向高层发展其变化率逐渐变小。削弱剪力墙的刚度和增加楼板厚度都会加剧底层相对变形,一定程度上减小结构的整体变形。 梁水平轴力均在建筑底层出现最大值,削弱剪力墙的刚度和增加底层楼板厚度对减小超长结构的主要水平力梁内的轴力都有效;但引起梁的弯矩和其他构件内力有所增加。工程技术人员直接参考使用以上的研究成果。 解决超长结构的温度应力问题需要综合设计、施工和其他各专业的有利因素才能受到满意的效果。如何考虑混凝土的弹塑性性质和应力松弛对结构温度应力的影响还需进一步研究。
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