电解铝厂房超长混凝土结构温度效应分析

摘要

近年来,由于建筑功能和生产工艺上的需求,使得超长混凝土结构数量越来越多。这类结构在温度作用下产生较大内力与变形,甚至开裂,严重影响到结构安全和使用;另外,当结构长度超出规范规定对伸缩缝的最大间距时,仅凭定性的施工措施处理温度对结构的影响已不能满足结构设计的要求。目前国内外关于计算结构温度效应的方法尚未有统一规定。因此,为保证超长混凝土结构的安全可靠,必须对其温度效应进行定量分析。
　　本文围绕实际电解铝超长混凝土结构,分析结构在温度效应下内力和变形特征,提出控制结构温度应力和减小变形的措施,为类似结构设计和施工提供参考。本文完成的主要工作如下:
　　1.从结构在温度作用下的影响因素出发,对结构计算温差的确定做了合理的讨论与研究。
　　2.利用SAP2000建立超长混凝土结构空间有限元模型,对比分析结构在不同荷载工况下的内力与变形,发现温度对结构产生较大的不利影响,并确定出最不利温差。在最不利温差基础上,对结构进行温度效应有限元分析,得出结构在温度作用下的内力与变形特征:框架整体以中央为变形不动点;框架侧移由中部至端部逐渐变大;端部柱底弯矩和剪力最大,温度变形不动点处最小;所有柱子轴力变化均匀,变形不动点处稍大,端部稍小。
　　3.依据规范对实际超长混凝土结构重做伸缩缝设计,对设计后的混凝土结构建立空间有限元模型,进行温度效应有限元分析,得出常规与超长结构内力和变形规律相同。将常规空间模型与超长空间模型的计算结果作对比,得出两种结构在温度作用下的差异性:结构长度越长,内力和位移越大;结构布局规则内力与变形规律也较规则且以温度变形不动点为对称点呈对称趋势。
　　4.对现有超长混凝土结构温度效应做了参数分析,以及对超长混凝土结构在控制温度应力和减小变形方面给出了一些相应的措施。

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1绪 论

1.1选题背景

1.2研究意义

1.3超长混凝土结构温度效应在国内外研究概况

1.4本文研究的主要内容

2结构计算温差的确定

2.1结构温度效应计算理论

2.2结构温差

2.3结构计算温差的确定

2.4本章小结

3超长混凝土结构温度效应有限元分析

3.1工程概况

3.2超长混凝土结构空间有限元模型的建立

3.3超长混凝土结构多工况下有限元对比分析

3.4超长混凝土结构温度效应分析

3.5本章小结

4常规混凝土结构与超长混凝土结构温度效应对比分析

4.1常规结构厂房的设计

4.2常规混凝土结构温度效应有限元分析

4.3超长混凝土结构与常规混凝土结构温度内力和变形对比分析

4.4本章小结

5超长混凝土结构温度效应影响因素及控制措施研究

5.1不同长度结构的温度效应对比分析

5.2不同结构布局的温度效应对比分析

5.3不同温差作用下结构的温度效应对比分析

5.4不同支撑方案控制温度效应的对比分析

5.5控制结构温度效应的其它措施

5.6本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢