超长混凝土结构温度裂缝控制技术研究

论文摘要

本文总结了国内外关于超长混凝土结构裂缝控制的研究现状,分析了裂缝产生原因,介绍了超长混凝土结构温度应力理论。针对不设缝超长混凝土结构的温度应力问题,提出了“可呼吸”体系和预应力的解决方法,并采取ANSYS有限元软件进行了模拟分析。本文分析了底板约束对超长混凝土结构温度应力的影响,推导了超长混凝土底板温度应力公式,从而得出长度对结构裂缝的影响。通过在超长方向设置滑动层,使结构成为一种“可呼吸”体系,从而有效地降低温度应力。对超长混凝土结构在四种不同约束状态下的温度效应进行了模拟分析,论证了在超长混凝土结构底板采用滑动摩擦处理能够有效的降低底板温度应力,缓解混凝土开裂。采用无粘结预应力技术控制超长混凝土结构温度应力,对结构不同方向施加不同大小预应力。模拟表明温度作用下,超长混凝土框架结构的最危险部位常出现在超长方向的端柱,及角柱与楼板的连接处。采用预应力筋抵消温度收缩拉应力作用的设计方法,进一步控制超长混凝土结构裂缝。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 超长混凝土结构的发展概述
• 1.2 国内外超长混凝土结构裂缝控制现状
• 1.3 超长混凝土结构裂缝控制技术
• 1.4 本课题研究的内容
• 2 超长结构裂缝产生机理及温度应力有限元理论
• 2.1 引言
• 2.2 超长混凝土结构裂缝产生的主要原因及机理
• 2.2.1 温度的影响
• 2.2.2 混凝土的收缩——湿度的影响
• 2.3 超长结构温度应力有限元理论计算方法
• 2.3.1 弹性温度应力的有限元理论
• 2.3.2 超长混凝土基础底板温度应力公式
• 2.3.3 超长结构温度应力特点
• 2.4 用 ANSYS 分析超长结构温度应力理论基础
• 2.4.1 有限元法概述
• 2.4.2 三维梁、弹性壳单元分析
• 2.5 本章小结
• 3 基于可呼吸方法的超长结构温度力控制
• 3.1 引言
• 3.2 可呼吸结构体系
• 3.2.1 可呼吸方法的原理
• 3.2.2 可呼吸结构的工作原理
• 3.2.3 滑动层的构造
• 3.3 滑动层摩擦模拟处理
• 3.4 仿真分析
• 3.4.1 ANSYS 计算单元简介
• 3.4.2 结构概况及计算结果分析
• 3.4.3 不同种约束状态下底板受力性能分析
• 3.4.4 滑动层的设置及材料选择
• 3.5 本章小结
• 4 预应力控制超长混凝土结构裂缝
• 4.1 引言
• 4.2 超长结构施加预应力方法
• 4.3 对某超长预应力框架结构仿真计算
• 4.3.1 ANSYS 对预应力的处理
• 4.3.2 结构概况
• 4.3.3 结构工况及其计算结果分析
• 4.4 组合温度作用对结构构件的设计
• 4.4.1 采用预应力筋进行抵消温度收缩作用的设计方法
• 4.4.2 不考虑温度应力作用下结构的配筋计算
• 4.4.3 考虑温度应力作用下构件的配筋设计
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果