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北京某超长水池结构温度应力研究

北京某超长水池结构温度应力研究

作者：张欣然北方工业大学

学位级别：硕士

《给水排水工程构筑物结构设计规范》给出对于处在土基的现浇钢筋混凝土地下式结构水池的伸缩缝间距为30米,北京第十水厂内一清水池为61m×61m超长结构未设伸缩缝,而在实际工程中对于未设伸缩缝的超长水池结构的温度应力还没有系统研究... 详细信息

《给水排水工程构筑物结构设计规范》给出对于处在土基的现浇钢筋混凝土地下式结构水池的伸缩缝间距为30米,北京第十水厂内一清水池为61m×61m超长结构未设伸缩缝,而在实际工程中对于未设伸缩缝的超长水池结构的温度应力还没有系统研究。本文考虑环境温度和混凝土收缩确定该水池的综合温差,建立合理的有限元模型并分析温度作用下水池的内力分布特征,在此基础上分析约束对水池结构温度作用的影响,最后考虑温度作用和其他荷载共同作用时对水池结构的内力影响。主要的研究工作如下：1.在考虑了混凝土的收缩当量温差和环境温差后得到了该水池的综合温差,并确定了组合工况作用时混凝土徐变对温度应力的折减计算方法。2.针对矩形水池结构,通过对比不同单元类型的有限元分析结果,确定了合理的有限元模型,分析了超长混凝土水池结构在温度作用时的内力分布,结果表明矩形水池结构在温度作用下,最大位移发生在顶板四角处,整个水池基本都产生了拉应力,最大拉应力集中在池底的中间部位,最大弯矩发生在池壁底部的中间部位,最大轴力发生在底板的中间部位。3.研究分析池底约束对超长混凝土水池结构温度作用的影响,分析不同约束情况下水池的内力情况。对比结果表明池底约束对温度作用的影响较大,当改变约束时,可以较好的释放水池的位移,内力都有较大幅度的减小,减小幅度在20%-40%不等,表明了在实际工程中,通过设置基地滑动层可以降低地基对底板的约束,从而较好的释放温度内力。4.有限元分析表明多工况作用下的矩形水池结构,在池内水压和降温工况作用下,顶板弯矩和轴力(拉)达到了最大值,池壁弯矩和底板轴力(拉)达到了最大值;在池外土压和降温工况作用下,底板弯矩达到了最大值,其中顶板和底板在最外一圈柱子至顶板边缘以及池壁根部等部位温度作用较大,并依据分析结果给出了工程建议。

关键词：超长混凝土矩形水池温度应力温度折减系数有限元分析

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超长混凝土框架结构温变复合效应研究

超长混凝土框架结构温变复合效应研究

作者：孙鹏西安建筑科技大学

学位级别：硕士

以往关于混凝土结构温度效应的研究大多体现在桥梁及大体积混凝土结构中。近年来,随着建筑结构向大型化发展,实际工程应用中超出现行规范允许的混凝土框架结构最大单元长度的情况时有发生,加之气温异常现象频繁发生,通常的构造措施已不... 详细信息

以往关于混凝土结构温度效应的研究大多体现在桥梁及大体积混凝土结构中。近年来,随着建筑结构向大型化发展,实际工程应用中超出现行规范允许的混凝土框架结构最大单元长度的情况时有发生,加之气温异常现象频繁发生,通常的构造措施已不能满足结构设计要求,温度作用对结构造成的影响显得日趋重要。目前国内关于超长混凝土框架结构温度效应计算分析的具体规定欠缺,国内外学者对此开展了一些研究,但仍处于探讨阶段。为了进一步完善超长混凝土框架结构温度效应研究体系,深入分析温度作用对结构的不利影响,本文主要做了以下几方面的工作:(1)分析温度作用类型及其特点,提出超长混凝土框架结构综合温差的确定方法;(2)建立在考虑温度折减系数的弹性分析方法基础上,分析混凝土徐变、塑性性质及裂缝等对结构温度效应的影响,研究温度折减系数的取值及计算温差的确定方法;(3)基于结构概率极限状态设计法及荷载(作用)组合规则,分析温度作用概率模型,研究温度作用组合系数,提出超长混凝土框架结构温度作用组合系数建议值;(4)结合本文研究结论,以典型的火电厂主厂房混凝土结构为分析对象进行温变复合效应计算分析,确定温度作用对结构的影响程度;(5)从设计及施工等方面考虑,提出超长混凝土框架结构温度收缩裂缝的综合控制措施。本文研究成果可作为相关超长混凝土框架结构温度效应计算分析的重要参考。

关键词：超长混凝土框架结构温度折减系数温度作用组合系数温变复合效应温度收缩裂缝

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大型火电厂主厂房混凝土结构温变响应研究

大型火电厂主厂房混凝土结构温变响应研究

作者：代慧娟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

近年来,全球气候异常,极端气温出现频繁,温度作用对建筑结构造成的影响不可忽视。火电厂大容量机组混凝土主厂房结构长度最长可达120 m,超过规范规定的伸缩缝最大间距要求。同时,目前国内外关于定量计算温度效应的方法尚未有统一的规定... 详细信息

近年来,全球气候异常,极端气温出现频繁,温度作用对建筑结构造成的影响不可忽视。火电厂大容量机组混凝土主厂房结构长度最长可达120 m,超过规范规定的伸缩缝最大间距要求。同时,目前国内外关于定量计算温度效应的方法尚未有统一的规定,且利用现有的综合温差法及均匀温差法计算得到的温度效应数值偏大,不符合工程实际情况。针对上述问题,本文分析了导致计算温差数值偏大的因素,从混凝土的松弛徐变、塑性发展以及裂缝对刚度的折减这三个影响主厂房温度效应计算的因素进行了研究。引入松弛系数以考虑混凝土徐变的影响,推导出针对具体工程的松弛系数的计算方法;参考《混凝土结构设计规范》给出的抵抗矩塑性影响系数,从效应的角度出发,对计算温差进行折减以考虑构件的塑性发展;根据规范中给出的预应力混凝土受弯构件截面刚度的计算公式,估算梁端部的框架柱开裂后截面刚度的降低程度,确定考虑裂缝对刚度影响的折减系数。论文针对实际工程中结构构件允许出现裂缝和不允许出现裂缝两种情况,提出了相应温度折减系数的取值方法。最后,以火电厂主厂房混凝土结构为对象,结合火电厂主厂房框排架结构特点、施工和运行条件,采用数值模拟方法,分别分析了温度作用对70、90和110m不同主厂房结构的影响。研究对比结构空间模型与平面模型的温度效应差异,为主厂房结构布置提供建议;分析随着长度梯度的变化,主厂房结构温度效应的变化规律,得出在满足工艺需求时,尽量减小主厂房的长度是控制温度效应的较为有效措施。从设计与施工方面,提出减小混凝土结构计算温差取值的措施。本文成果可作为同类结构研究和实际工程应用的参考。

关键词：火电厂主厂房混凝土结构温度应力计算温差温度折减系数

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预应力组合网架抗火性能数值分析

预应力组合网架抗火性能数值分析

作者：金辉天津大学

学位级别：硕士

预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤离前发生坍塌,将可能造成大规模的人员伤亡和重大的财产损失。... 详细信息

预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤离前发生坍塌,将可能造成大规模的人员伤亡和重大的财产损失。然而,目前对于预应力组合网架的研究主要集中在结构的静动力特性及设计方法和施工方法上,对其抗火性能的研究还很少。因此,有必要对预应力组合网架的抗火性能进行深入研究,以确保其在火灾发生时,具有足够的抗火性能。本文首先采用轴对称平面单元模拟焊接空心球节点,采用弧长法对其在不同温度条件下的单向受拉及受压承载能力进行了分析,采用数学回归的方法得到了节点承载力的温度折减系数。其次,通过热-结构多物理场耦合,采用ANSYS有限元分析软件对33组焊接空心球节点进行升温分析,得到了不同荷载条件下球节点的极限耐火时间,比较了荷载大小,球节点半径、厚度等对其耐火极限温度的影响。最后,结合一实际工程,采用有限元方法对预应力组合网架的抗火性能进行了分析,得到了该工程的极限抗火时间,比较了正放与斜放四角锥预应力组合网架抗火性能的异同,研究了包括节点刚度、边界支承条件在内的多种因素对预应力组合网架抗火性能的影响。经计算得到的焊接空心球节点承载力温度折减系数,可方便的用于实际工程的承载力计算;对焊接空心球节点在升温条件下的有限元分析为衡量其抗火性能提供了依据;通过对实际工程的分析,了解了预应力组合网架的抗火性能及其影响因素,对于工程实际具有一定的指导意义。

关键词：预应力组合网架抗火热-结构耦合分析温度折减系数火荷载焊接空心球节点

高层超长混凝土结构楼板温差收缩应力有限元分析

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建筑技术开发 2010年第12期37卷 8-10,13页

作者：虞秩正陈鹏江西省九江市城市规划市政设计院江西九江332000 江西省庐山规划建筑设计院江西庐山332900

主要利用大型通用有限元软件ANSYS对高层超长混凝土结构分别在年温差作用下和考虑施工进度与模拟后浇带的综合温差作用下对楼板收缩效应进行分析,通过对两种工况作用下板的第一主应力进行比较,得出设计时可采用的年温差折减系数,以便于... 详细信息

主要利用大型通用有限元软件ANSYS对高层超长混凝土结构分别在年温差作用下和考虑施工进度与模拟后浇带的综合温差作用下对楼板收缩效应进行分析,通过对两种工况作用下板的第一主应力进行比较,得出设计时可采用的年温差折减系数,以便于降低工程造价。

关键词：高层超长混凝土结构有限元法年温差综合温差温度折减系数