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大跨预应力混凝土楼盖结构性能研究

王彦超  
【摘要】:随着社会的发展以及人民生活水平的提高,工业与民用建筑对大空间的需求越来越迫切。大跨混凝土结构楼盖的应用使得大空间的实现成为可能,预应力的应用有效的发挥了高强钢筋以及高强混凝土的潜能,使得高强混凝土结构的受力和经济性能更加合理。目前大跨预应力混凝土楼盖结构在工程中的应用越来越多,人们对其结构受力性能的了解直接影响着结构设计的合理与否,甚至影响到结构的安全与造价。对大跨预应力混凝土楼盖的受力性能的研究可以分析结构的合理形式以及存在的问题,为工程实践提供依据。 本论文以郑州国际会展中心展览中心下部大跨预应力混凝土楼盖结构为工程实例,重点对以下几个方面进行深入探讨: 首先,对大跨预应力混凝土楼盖结构根据不同的受力方式采用了主次梁结构、次梁承重结构、井字梁结构等三种结构方案五种结构布置方式,并对不同的方案进行计算分析,对其受力性能以及经济性能进行比选,分析了不同结构形式的优劣,得出对于此类纵横向跨度相当的结构,井字梁结构较优的结论,为工程实际提供参考。 其次,用有限单元法对整体结构进行离散,建立结构的有限元模型;根据常用预应力线型用等效荷载法计算预应力效应;考虑恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等荷载作用,共8种工况对结构进行整体计算,得出不同工况下的静力以及动力性能。 再次,对于大跨超长混凝土楼盖的温度效应,由整体有限元模型计算了四种不同的温度工况,得出不同跨间的应力应变性能。为了避免裂缝出现的不利形式,又模拟预留后浇带施工方案对结构进行温度效应计算。通过计算知道,这种方案有效的缓解了最大温度作用下的最大应变,使裂缝出现的可能性大大降低。 最后,本文对所计算的由两端混凝土筒体以及跨中柱子支承的大跨预应力楼盖,筒体的刚性会对楼盖结构的轴向预应力的施加产生影响。本文就此问题建立有限元模型,分析筒体在不同刚度情况下楼盖的内力情况,以明确支承体系的侧向约束对楼盖的轴向预应力施加的影响。


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