超长混凝土框架剪力墙结构温度应力及膨胀加强带设计方法的研究

摘要

近年来我国大型公共建筑由于功能上的需要，尤其是超长建筑要求不设或少设伸缩缝，致使钢筋混凝土超长结构日见增多，对钢筋混凝土超长结构的温度变形、材料的收缩变形及其效应若在结构设计中处理不当，将使结构产生裂缝，严重者将影响结构的正常使用。由于高层建筑体形复杂，计算高层钢筋混凝上结构温度应力存在着很大困难，这就使得研究和设计人员采取简化的计算方法，得出的结论粗糙。我国的高层建筑设计中多数不考虑温度作用，只做构造处理。因此，温度问题也是超长结构设计中的重要研究课题之一。目前，设置膨胀加强带是工程中预防温度裂缝的一种新型的无缝设计施工方法，但是这种方法也存在膨胀加强带的布置位置以及膨胀加强带的宽度与数量的确定等一系列问题，这些问题将直接影响这种方法在实际工程中的运用。 鉴于此，通过对实际结构的合理简化，采用了两层模型来模拟实际结构在温度荷载作用下的温度效应，并且通过ANSYS有限元软件的分析，对不同侧移刚度、结构长度、楼板厚度条件下超长框架剪力墙结构的温度效应进行了研究，首先得出超长框架剪力墙结构在两种不同温度工况条件下结构整体变形和侧移的变化规律以及对结构板温度应力和位移进行分析；其次得出了超长框架剪力墙结构板温度应力随不同侧移刚度、结构长度、板厚的分布特性和规律，然后根据正交试验结果对三种工况下结构板的温度应力结果进行回归分析，并得出了超长框架剪力墙结构在三种不同温度工况下板最大温度应力的简化计算公式，并通过算例对拟合公式进行校核，最后对双向超长框架剪力墙的温度效应与单向超长框架剪力墙进行有限元比较分析。 对超长框架剪力墙结构加设膨胀加强带进行有限元模拟，对加设膨胀加强带时结构板的温度应力与位移变化进行分析，并对膨胀加强带设置位置以及膨胀加强带的宽度对结构内力与位移的影响以及膨胀加强带宽度与数量之间的关系进行了分析研究，对实际工程设计中具有一定的参考和指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1前言

1.2国内外研究成果综述

1.2.1混凝土结构温度应力分析研究

1.2.2超长结构温度应力分析方法

1.2.3膨胀加强带的研究概况

1.3本文研究内容

第2章 钢筋混凝土结构温度应力计算方法的分析研究

2.1前言

2.2结构有限元分析方法

2.2.1有限元法简介

2.2.2有限单元划分

2.2.3两种有限元软件分析框剪混凝土结构温度应力

2.2.4本文采用有限元软件和模型

2.2.5三维梁、弹性壳单元简要分析

第3章 钢筋混凝土结构温度效应分析

3.1前言

3.2钢筋混凝土结构的温度效应

3.2.1温度荷载的分类和特点

3.2.2计算温差的确定

3.2.3温度效应下抗裂计算方法

3.2.4“王铁梦”式混凝土构件温度应力的简化计算公式

3.2.5混凝土的徐变对温度应力的影响

第4章 钢筋混凝土超长结构温度效应有限元分析

4.1前言

4.2框架剪力墙结构温度效应的分析与研究

4.2.1分析模型的选择

4.2.2结构模型板上测点的选择

4.2.3温度效应下结构变形与内力

4.2.4结构长度、板厚、侧移刚度对结构板的影响规律分析

第5章 钢筋混凝土超长结构温度应力计算公式的拟合

5.1前言

5.2温度作用下结构变形不动点的确定

5.3结构板最大温度应力近似计算公式的研究

5.3.1有限元分析模型的选取

5.3.2正交试验设计方案的确定

5.3.3结构顶部的温度应力影响因素的研究

5.3.4结构底部的温度应力影响因素的研究

5.3.5单片剪力墙抗侧刚度的计算方法的分析研究

5.3.6框剪结构楼板温度应力近似公式的拟合

5.3.7近似公式适用范围与计算步骤

5.3.8算例分析

5.4双向超长钢筋混凝土结构温度效应分析

第6章 钢筋混凝土超长结构膨胀加强带无缝设计研究

6.1前言

6.2混凝土膨胀剂的应用

6.2.1膨胀剂的选用

6.2.2补偿收缩混凝土的配合比的确定

6.2.3补偿收缩混凝土的施工问题

6.3混凝土膨胀剂的抗收缩裂缝原理

6.4补偿收缩混凝土限制膨胀率的分析

6.4.1补偿收缩混凝土限制膨胀率规定

6.4.2补偿收缩混凝土限制膨胀率的主要影响因素

6.4.3补偿收缩混凝土限制膨胀率的计算方法

6.5钢筋混凝土超长结构膨胀加强带的有限元模拟研究

6.5.1膨胀加强带的有限元模拟

6.5.2膨胀加强带设置位置对结构影响的分析

6.5.3膨胀加强带宽度对结构影响的分析

6.5.4膨胀加强带宽度与数量之间的关系

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果