超长框架结构硬化阶段裂缝控制因素研究

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关键词 : 超 长混凝土结构 ; 硬 化 阶段 ; 温 度 应 力
中图分类号 : T U 3 7 5
文献标志码 : B
文章编号 : 1 0 0 8 —1 9 3 3 ( 2 0 1 5 ) 0 3— 0 3 0— 0 3
0 前

8 4 m×1 8 m, 板厚 1 0 0 mm。框架 标 准层 平 面如 图 1
凝 土结 构在 浇筑 过程 中 , 由于水 泥水 化 热 、 养 护湿 度 等 的影 响产 生 的温 度 应 力极 易导 致 结 构 早 期 开裂 , 因此这 部分 应力 应 引起足 够重 视 ¨ j 。
随着近年来研究的逐 步深入 , 温度应力和温度 场 的研 究 有 了一 定 程 度 的发 展 j 。姚 料非 线性 的
( 1 )
特点 , 模 拟 混凝 土 真 实浇 筑 、 养 护过 程 , 具 体 研 究 了
梁 刚度 变化 对温 度场 和应 力场 的影 响 。
养护 温度 ; 龄期 。
1 工 程概 况
本工 程为 上海 市 的某 国有大 型企 业机 械工 业 厂
并编 制 了相应 的计 算 程 序 。K o u s h i k a和 B a n s o l 运
表1 梁刚度变化的模型尺寸
用T h r e l k e l d 提出的热传 导理论对建筑结构传热进
行 了相 关 的研 究 , 并 制 作 了相 应 的缩 尺 模 型 进 行 实
验研 究 。
所 示 。本文 以此 实 际 工程 为 基 础 , 研 究 不 同梁 刚 度 对 超长 混凝 土结 构 裂缝 的影 响 因素 , 并 以不 同梁 截
面 尺寸进 行 对 比研究 。结 构尺 寸见 表 1 。
超 长混凝 土 结构 即指 结构 尺寸 超过 了规 范要求 设 置伸缩 缝 的限值 而不 设缝 的混凝 土结构 。超长混
面温度 和气 温之 差 呈 正 比, 设 定框 架 梁表 面 放 热 系 数 。框 架 梁侧表 面 与 木模 板 直接 接 触 , 运用 第 四类 边 界传 热 条件 , 即假设 两 者接 触 良好 , 接触 面上 的温
2 0 1 5 N o . 3
吴嘉岭 , 等: 超长框架结构硬化 阶段裂缝控 制因素研 究

要: 超长结构裂缝 问题是 民用 建筑 结构面临 的重要课题之一 。本文通过一实 际工程超 长钢筋混凝 土框架结 构
工程为例 , 采用 粘弹性 理论计算 方法 , 控制 梁截 面的变 化 , 利用通 用有限元 分析 软件 A N S Y S进 行热一 结 构耦合 分 析, 揭示结构浇筑过程 中梁截 面的变化对温度应力和变形特征 的影 响 , 得到结构裂缝 的控制 因素 , 可供实际工 程设 计参考。
四川建 筑科 学研究
3 0
S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e
第4 l 卷
第 3期
2 0 1 5年 6月
超 长框 架结构硬 化阶段裂缝 控制 因素研 究
吴 嘉岭 , 伏 雷达 , 林 飘, 胡 嵩炜
2 0 0 0 7 2 ) ( 上海大 学土木工程系 , 上海
本 工 程混 凝 土 强 度 等 级 为 C 3 0, 有 限元 模 拟 需
考 虑混 凝 土硬化 阶 段 材料 非 线 性 特 点 , 弹性 模 量 计 算公 式 : E( ) 式 中 —— 最终 弹性 模量 , 取 3×1 0 N / m ;

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本 文根 据一 实 际工程 , 通过 A N S Y S建 立 实体 模 型, 探 寻超长 混凝 土结 构 厂 房 早期 硬化 阶段 的裂 缝
结 构力 学 的基本 概念 , 考 虑柱 的 回弹变 形等 因素 , 提
图 l 框 架 结 构 标 准 层 平面
出快速估算在结构初设阶段温度应力的方法 。刘来 君l 4 运用变分法原理 确定 了桥梁结构 的特定温度 分布情况 , 推导 出桥梁结构温 度应力 的计算 公式。 秦 雅 菲 等人 研 究 出 了用 无 单 元 法 来 求 解 平 面稳 态温度 场 的第 一类 边 界 条 件 及 混 合边 值 条 件 问题 ,
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度相同, 沿接触面的热流密度相等 。框架梁上表面 的养护 条件 为塑 料 薄 膜 覆 盖 , 侧 面 在木 模 板 支 承 条
件 下养 护 , 有 限元模 拟考 虑 了浇 筑 过程 中混 凝 土 与
采用相互分离 , 但存在相互碰撞并相切的模型, 采用 柔 体一 柔 体 接触 分 析 。 目标 面 采 用 T A R G E 1 7 0单元
房, 为三层 钢筋 混 凝 土 框 架 结 构 。结 构 平 面 尺 寸 为
该工 程 于 4月份 开 始 进 行混 凝 土 结 构施 工 , 针
对 上海地 区 4月 份 气候 潮 湿 的特 点 , 有 限元 模 拟 需 考 虑结构 接触 面 的影 响 因素 。框 架 梁上 表 面与空 气 直 接接 触 , 采 用 固体 与 流 体 接触 的第 三 类 边 界 传 热
模拟 , 接触 面采用 C O N T A1 7 4单 元 模 拟 , 采 用 较 小
模 板 之 间摩 擦 的影 响 。其 中木 模 板 厚 度 为 2 0 m m。 主要计 算参 数列 人 表 2 。
表 2 主要计算 参数
温 度计 算 参数 温 度应 力计 算 参 数
的荷 载步 和精确 的加 载历 史模 拟早 期过 程 。为 了更
条件 , 即假定 经过 混 凝 土 表 面 的 热 流量 与混 凝 土 表
收 稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 4 - 2 5
作者简介 : 吴嘉 岭( 1 9 8 9一) , 男, 硕士研究生 , 研究方向 : 建筑结构。
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