考虑水化热粘弹性应力影响的超长结构设计计算与分析_精品.docVIP

考虑水化热粘弹性应力影响的超长结构设计计算与分析 第24卷第8期Vo1.24No.8 2007年8月Aug.2007 工程力学 ENGINEERINGMECHANICS105 文章编号:1000-4750(2007)08-0105-06 考虑水化热粘弹性应力影响的 超长结构设计计算与分析 李东 (上海大学土木工程系,上海200072) 摘要:超长结构因水化热与目光曝晒的环境影响,在结构的受力构件内产生不均匀的变形,当边界支座受到强 烈约束时,可使结构产生随混凝土硬化龄期变化的附加内力.按照设计规范的技术发展水平,计算考虑水化热对 结构的影响有很大的难度,当结构形状较复杂时尤为如此.以此为研究重点,采用粘弹性有限元数值分析方法, 摸拟了水化热对超长结构的影响,可以得到结构使用前的应力状态和对承载力的影响,直接判断混凝土控制截面 处是否存在开裂及发生破坏,在设计和施工中得到控制和避免. 关键词:超长钢筋混凝土结构;粘弹性应力;水化热应力;裂缝控制;变形约束 中图分类号:TU318;TU528.01文献标识码:A DESIGNCALCULATIoNANDANALySISOFLONGSTRUCTURE CoNSIDEIUNGTHEEFFECTSoFVISCo.ELASTICSTRESSESoF HYDRATIoNHEAT LIDong (DepartmentofCivilEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China) Abstracts:Additionalinternalforces,whichvarywithhardeningageofconcrete,areinducedinlongconcrete structuresbyhydrationheatduringconstructionandairtemperaturechangeiftheexpansionandshrinkageare restrictedatboundaries.ItSdi伍culttoconsidertheeffectsofcementhydrationheatforstructuremembers. accordingtothepresentdesigncode,especiallywhiletheshapeofstructureiscomplex.Inthispaper,theeffects ofhydrationheatonlongstructuremembersaresimulatedbyvisco.elasticfiniteelementmethod.Thestress statesandbearing梒apacityinmaingirderofframestructurecanbeobtainedbeforesubjectedtoload.Thecrack anddamageatcontrolsectionsofconcretememberscanbeanalyzed. Keywords:longreinforcedconcretestructure;visco梕lasticstresses;thermalstressofhydration;crackcontrol; restricteddeformation 上广电与日本NEC公司合作准备研发生产目 前世界上最先进的第五代薄膜液晶显示器,主厂房 主要为阵列厂房.生产操作环境为洁净厂房,洁净 1级指每m3空气中含lpm粒子数不超过3xlO个, 阵列车间达1000级.建筑要求空旷大开间形式, 屋面结构需设计成平面开口单层多孔密肋梁框架 结构.阵列厂房结构平面尺寸为:237.6mx135.0m, 柱网尺寸10m~lOm.按现设计规范,结构应设置永 久变形缝,工艺要求不能留有变形缝,结构需按无 缝结构进行设计,则结构变成超规范的超长结构. 收稿日期:2005—01—10;修改日期:2006—05—21 基金项目:上海市教委发展基金资助项目(02AK05) 作者简介:李东(1963),男,北京人,副教授,工学博士,主要从事混凝土结构早期裂缝的控制研究(E—mail:Lidongbibo@163,eom) 工程力学 1长结构的设计与施工 1.1结构设计 结构超长后将产生何种影响呢?混凝土硬化 过程中,水化所产生的水化热问题,在施工的初期 表现相当突出;其次结构形成整体后,受到日光曝 洒雨水干缩等环境的季节性影响,结构水平方向表 现出的循环反复伸缩变形.两者的共同点就是受冷 热影响产生变形,当变形受到约束后即在体内产生 0Ir, } }# } Fig.1 1.2结构施工 约束应力.两者相比水化热的影响则更复杂一些, 因为其量值变化随机,日照气温