电力厂房超长混凝土框架结构温度效应研究

论文摘要

近年来,由于功能上的需要,超长混凝土结构的数量越来越多。温差和混凝土的收缩引起的应力较大,常常导致开裂,所以温度及收缩裂缝是超长混凝土结构工程中急需解决的问题。本文围绕实际电力厂房框架结构,分析温度及收缩内力特征,并提出相应的裂缝控制措施,为超长混凝土的设计和施工提供参考。文章主要包括以下内容:1.利用大型有限元软件ANSYS建立电力主厂房空间模型,研究温度和收缩作用下结构内力的分布特征。对建立的空间模型和平面模型计算结果做了对比,为设计提供建议。2.正常混凝土框架结构模型和前面的超长混凝土框架模型结果进行了对比,对规范设置伸缩缝间距的合理性进行验证。3.对电力主厂房超长混凝土框架结构梁的裂缝宽度采用混凝土结构设计规范（GB50010-2002）和美国混凝土规范（ACI318-2002）两种规范计算比较分析。4.在前述研究的基础上,对超长混凝土结构的设计给出了若干设计建议。在控制温度和收缩裂缝时,本文主要是按照两种设计思路,一种是增加混凝土结构的抗拉强度,如施加预应力技术和在框架结构上加支撑技术;另一种是减小混凝土的约束,如后浇带技术和安装橡胶支座。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 超长混凝土结构温度效应在国内外的研究概况
• 1.3.1 超长混凝土结构的定义
• 1.3.2 超长混凝土结构温度应力的研究综述
• 1.3.3 混凝土徐变对温度应力的影响
• 1.3.4 结构温度应力有限元研究概况
• 1.3.5 现阶段超长混凝土结构的裂缝控制研究概述
• 1.4 本文研究的内容
• 第2章 超长混凝土结构温度效应理论
• 2.1 引言
• 2.2 混凝土结构温度应力理论
• 2.3 混凝土结构温度应力计算理论
• 2.3.1 混凝土结构与温度应力有关的物理参数
• 2.3.2 混凝土的温度差计算
• 2.3.3 混凝土结构的收缩
• 2.3.4 混凝土结构的徐变
• 2.3.5 温度及收缩应力的简化计算
• 2.3.6 温度应力有限元方法简介
• 2.4 普通混凝土框架结构温度应力分析
• 2.4.1 单层混凝土框架结构温度应力的特点
• 2.4.2 多层混凝土框架结构温度应力特点
• 2.5 本章小结
• 第3章 电力厂房超长框架温度应力有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 工程概况
• 3.3 电力厂房超长框架结构有限元模型建立
• 3.3.1 单元类型的选择
• 3.3.2 框架结构的ANSYS建模
• 3.4 温度内力分析
• 3.4.1 空间结构内力分析
• 3.4.2 空间建模与平面建模比较
• 3.4.3 超长空间模型与常规空间模型结果对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 超长混凝土框架温度和收缩裂缝计算
• 4.1 引言
• 4.2 裂缝产生的原因
• 4.3 超长混凝土结构伸缩缝设置的原理
• 4.4 超长混凝土结构裂缝宽度的计算
• 4.4.1 裂缝控制等级
• 4.4.2 中国规范关于混凝土裂缝宽度的计算方法
• 4.4.3 实际电力主厂房裂缝宽度的计算
• 4.4.4 美国ACI（318-2002）规范裂缝控制方法
• 4.5 本章小结
• 第5章 电力厂房超长混凝土框架裂缝控制
• 5.1 引言
• 5.2 使用预应力技术控制温度裂缝的研究
• 5.2.1 预应力技术控制温度裂缝的原理
• 5.2.2 预应力的选用
• 5.2.3 柱子对有效预应力建立的影响
• 5.2.4 预应力施工的设计
• 5.2.5 利用ANSYS模拟采用预应力技术对温度内力的影响
• 5.3 设置支撑控制温度裂缝的研究
• 5.3.1 设置支撑控制温度裂缝的原理
• 5.3.2 支撑的安装
• 5.3.3 加支撑后对裂缝控制的效果
• 5.4 使用橡胶支座对裂缝控制的研究
• 5.4.1 使用橡胶支座控制温度裂缝的原理
• 5.4.2 橡胶支座的安装
• 5.4.3 安装橡胶支座后的控制效果
• 5.5 对裂缝控制的其它措施
• 5.5.1 设计控制措施
• 5.5.2 原材料控制措施
• 5.5.3 施工控制措施
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢