明挖地铁车站使用阶段混凝土结构温度裂缝控制研究

摘要

本文以深圳地铁世界之窗站工程为背景，综合运用仿真模拟、定性定量分析等方法，对明挖地铁车站混凝土结构的温度场和温度应力场进行多方面对比研究。首先针对世界之窗地铁车站设计中存在的问题进行分析，指出原设计中存在的问题。通过三维有限元计算模拟了结构降温情况下结构中的温度场与温度应力场，并分析了构件中的温度梯度分布、温度梯度分布与混凝土结构开裂的关系，找到了易于发生开裂的部位，指出了温度筋的配置方式。约束是影响混凝土结构温度应力的重要因素之一。通过算例对比计算分析了三种不同约束条件下结构中的温度应力，找到有利于温度控制的约束方式，得到在地铁车站设计中应合理设置伸缩缝和沉降缝的结论。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1地铁车站结构温度应力场研究背景

1.2地铁车站结构温度应力研究的意义

1.3本文研究的目的

1.4本文研究的工程背景、主要研究内容及技术路线

1.4.1工程背景

1.4.2研究内容

1.4.3技术路线

第二章国内外研究现状

2.1温度裂缝控制研究现状

2.2国内外温度应力计算方法及研究现状

2.2.1理论分析

2.2.2解析计算方法

2.2.3有限元计算方法

2.3以往研究中存在的问题

第三章热传导及温度应力场基本理论

3.1热分析的基本知识

3.1.1导热微分方程和定解条件

3.1.2热传递方式

3.2温度应力机理及影响方式

3.2.1温度应力产生机理

3.2.2温度应力对结构的影响

3.3非稳态/瞬态温度场的有限元计算原理及解法

3.4温度应力的有限元计算

第四章世界之窗站结构设计概况

4.1设计概况

4.1.1地质概况

4.1.2结构设计原则

4.1.3工程材料

4.1.4主要结构尺寸及结构型式

4.1.5荷载及组合

4.1.6内力计算及配筋情况

4.2施工过程结构开裂状况

第五章世界之窗站结构温度场计算分析

5.1温度场仿真计算的步骤

5.1.1结构形式及计算参数的确定

5.1.2计算初始温度场

5.1.3非稳态/瞬态温度场的计算

5.2计算模型的建立

5.2.1工程背景

5.2.2模型尺寸的确定

5.2.3基本假定

5.2.4基本计算参数的取值

5.2.5节点和单元的划分

5.3外界温度变化取值

5.4温度场计算及结构温度场分析

5.4.1温度变化历程结束时结构中温度场分析

5.4.2结构构件温度场分析

5.5构件温度梯度

5.6小结

第六章世界之窗站结构温度应力场计算分析

6.1结构温度应力场计算

6.1.1计算步骤

6.1.2温度变化产生的应力计算及结果分析

6.1.3纵向内力与配筋的计算

6.1.4小结

6.2不同约束条件下结构温度应力计算研究

6.3温度变化产生内力值的计算

6.3.1模型的建立

6.3.2计算过程及结果

6.4小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

7.3今后研究方向

参考文献

致谢