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超长复杂隔震结构建造过程非载荷变形模拟和监测

杜英满  
【摘要】:随着我国经济的迅速发展和城市建设的不断深入,在公共建筑和工业建筑中出现了较多结构形式复杂的超长隔震结构。在这类超长隔震结构中,频频出现施工阶段橡胶隔震支座发生较大侧向变形事例,成为困扰工程技术人员的一个突出问题。根据本课题组对部分超长隔震结构的长期监测,初步判定这类变形主要由混凝土收缩和温度变化引起,属于非载荷变形。变形过大不但会给用户带来不安全感,而且会影响隔震支座的稳定性,因而研究橡胶隔震支座非载荷变形对超长隔震结构的影响非常重要。本文主要研究内容如下: 第一,针对超长复杂隔震结构在建造过程中出现的非载荷变形问题,考虑混凝土收缩应变龄期曲线和当量温差,利用大型有限元软件Sap2000对该类结构在建造过程中的温度效应进行有限元模拟,并对一超长隔震实际工程建造过程中由于温度变化和混凝土收缩导致橡胶隔震支座非载荷变形进行现场跟踪监测。通过对模拟和监测数据对比分析,表明隔震支座的纵向变形值较大,横向变形值较小,纵向均朝结构的中部位置(不动点附近)方向产生变形;隔震支座的变形初期变化快,后期缓慢,并且随着建造过程中的温度改变变形有所恢复,但是收缩引起的变形是不可恢复的。 第二,根据甘肃省气象局提供的该地区近十年的气象资料,研究超长复杂隔震结构在最不利温差下的变形特性和内力分布。结果表明:结构的温度变形呈现出底部变形较小,随着结构层数的增加变形不断增大,并在顶层达到变形最大值的特点;温度内力呈现出底层内力最大,随着层数的增加温度内力不断减小的特点。 第三,本文采用的实际工程设有两条伸缩缝,为了研究伸缩缝的不同布置对超长隔震结构温度效应的影响,探讨本结构伸缩缝的最优布置,利用Sap2000建立不同伸缩缝布置的超长隔震结构模型作进行对比,分析其在最不利温差条件下的温度变形和温度内力分布规律。


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