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基于“抗与放”设计原则的超长混凝土框架结构温度及收缩裂缝控制研究

作　者: 刘慧明
导　师: 桂国庆
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 超长混凝土框架结构温度及收缩应力 “抗与放”设计原则膨胀加强带滑动支座
分类号: TU755
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,诸如大型公共建筑、厂房建筑等平面尺寸超长、超大建筑迅速涌现,相应的超长混凝土结构的数量也越来越多。与普通混凝土框架结构不同,超长混凝土框架结构温度收缩应力较大,该应力常导致该类结构中楼板开裂或端部柱子破坏,温度及收缩裂缝是超长混凝土结构中急需解决的关键问题。本文从温度及收缩应力的产生机理出发,采用“抗与放”的设计原则,提出了超长混凝土框架结构在温度及收缩作用下产生裂缝的控制方法,具体包括以下:1.基于“分层法”理论,利用ANSYS软件模拟分析了—结构实例,分析结果论证了“分层法”理论的正确性,为本文研究内容的计算模型提供了正确的方向。2.基于“抗”的方法,本文分析了膨胀加强带的设置位置、设置宽度及设置条数对膨胀加强带有效区宽度的影响。研究表明,膨胀加强带离楼板中央越近,其作用有效区的宽度越大,能更有效地抵抗楼板由温度及收缩作用产生的拉应力;膨胀加强带条数越多且位置的合理设置能更加有效抵抗楼板的该类拉应力。3.基于“放”的方法,分析了滑动支座设置位置的不同对框架构件拉应力的影响。研究表明,滑动支座设置在边柱位置,将更加有效地解决框架构件(梁、板、柱)最大拉应力问题。4.基于“抗放兼施”的方法,在2,3结论基础上,探讨了其综合应用于结构控制时对该问题的有利影响。研究表明,跨数较多且结构长度过长(一般控制在200m内)时,在边柱设滑动支座和在结构板的中央设置一条膨胀加强带有效地解决框架构件(梁、板、柱)拉应力过大产生的开裂问题。本文基于“抗与放”的设计原则,从温度及收缩应力的产生机理出发,得出了超长混凝土框架结构在温度及收缩作用下产生裂缝的控制方法,为日常施工过程中解决这类结构类型的裂缝问题提供了借鉴。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 超长混凝土结构温度及收缩裂缝  10-13
    1.2.1 超长混凝土结构定义  10-12
    1.2.2 超长混凝土结构温度及收缩裂缝的产生机理  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-17
    1.3.1 超长混凝土结构温度及收缩应力的研究  13-15
    1.3.2 "抗与放"裂缝控制原则  15-17
  1.4 本文主要研究工作  17-19
第二章超长混凝土框架结构温度及收缩应力的基本理论  19-29
  2.1 引言  19
  2.2 温度及收缩应力的影响因素  19-22
    2.2.1 温度  19-21
    2.2.2 混凝土收缩  21
    2.2.3 约束  21-22
  2.3 框架结构温度及收缩应力的计算方法(也称"分层法")  22-25
  2.4 "抗与放"设计原则及裂缝控制  25-29
    2.4.1 "抗与放"设计原理  25-26
    2.4.2 不设缝的原理  26-28
    2.4.3 裂缝控制  28-29
第三章基于ANSYS超长混凝土框架结构温度及收缩应力的模拟分析  29-45
  3.1 引言  29
  3.2 有限元分析的基本理论  29-31
  3.3 ANSYS软件模拟分析功能  31-32
  3.4 超长混凝土框架结构温度应力有限元模型选取  32-34
  3.5 算例分析  34-45
    3.5.1 工况选择  34-35
    3.5.2 工程概况及计算模型建立  35-36
    3.5.3 整体降温下结构内力分析  36-43
    3.5.4 顶层降温下结构内力分析  43-45
第四章膨胀加强带有效区的研究  45-52
  4.1 引言  45
  4.2 超长混凝土框架结构膨胀加强带有效区的研究  45-50
    4.2.1 计算模型建立  45-46
    4.2.2 膨胀加强带设置位置对有效区的研究  46-48
    4.2.3 膨胀加强带不同宽度对有效区的研究  48-49
    4.2.4 膨胀加强带条数对有效区的研究  49-50
  4.3 本章小结  50-52
第五章滑动支座减少温度及收缩应力的研究  52-61
  5.1 前言  52
  5.2 滑动支座减少温度及收缩应力的基本原理  52-55
    5.2.1 滑动支座的作用  52-53
    5.2.2 设置滑动支座的作用效果  53-55
  5.3 顶层柱设置滑动支座的研究  55-60
    5.3.1 计算模型及相关参数设置  56
    5.3.2 选用不同模型比较  56
    5.3.3 数据处理及分析  56-60
  5.4 本章小结  60-61
第六章 "抗放兼施"控制温度及收缩裂缝的研究  61-66
  6.1 前言  61
  6.2 关于膨胀加强带和滑动支座的几点说明  61-63
    6.2.1 "抗放兼施"的合理性  61-62
    6.2.2 "抗放兼施"的前提条件  62-63
  6.3 设膨胀加强带和滑动支座作用效果研究  63-65
    6.3.1 计算模型及相关参数设置  63
    6.3.2 选用不同模型比较  63
    6.3.3 数据处理及分析  63-65
  6.4 本章小结  65-66
第七章结论与展望  66-68
  7.1 结论  66-67
  7.2 展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读学位期间的研究成果  72

基于“抗与放”设计原则的超长混凝土框架结构温度及收缩裂缝控制研究

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