超长混凝土地下室墙体温度应力计算与分析

超长混凝土墙体由水泥水化放热和季节温差产生的温度应力、混凝土收缩产生的收缩应力是导致墙体开裂的重要因素。结合具体工程,利用有限元软件Abaqus对墙体的温度和收缩应力进行了计算分析,得到了不施加预应力、施加预应力及施加预应力的同时设置诱导缝这3种情况下的墙体正应力和剪应力分布规律。分析结果表明,通过合理设置后浇带和预应力筋可较好地解决早期和长期的温度应力和收缩应力,若同时在墙中设置诱导缝则可以更好地解决墙体的抗裂问题。

某体育场超长结构的温度应力分析与预应力设计

某体育场采用混凝土框架结构体系,屋面采用钢桁架,底层看台由抗震缝分为四个结构单元,其中东西看台纵轴长度约241 m,为超长混凝土结构。由于混凝土收缩效应和季节温差效应,可能导致楼板在平面内产生较大的拉应力,从而产生裂缝。综合考虑混凝土徐变引起的收缩应力,以及季节温差引起的温度应力,对楼板应力进行了计算分析。分析结果表明:在混凝土自身收缩和外部温差作用下,楼板平台段和阶梯段越靠近中间区域拉应力越大,最大拉应力约3 MPa。根据应力分析结果,在平台段和阶梯段分别施加间距为600 mm和830 mm的无粘结预应力筋。经验算,预应力筋能够完全抵抗混凝土自身收缩和外部温差作用下楼板平面内的拉应力,避免结构在正常使用状态下产生有害裂缝,为超长混凝土结构设计提供了有效的设计建议。

考虑地基弹性约束的地下超长混凝土顶板裂缝控制研究

对于地下超长混凝土结构,顶板的裂缝控制显得尤为重要。论文针对地下超长混凝土结构的底板施加弹簧约束,分析了不同弹簧刚度约束情况下的温度应力变化情况。结果表明,通过减小地基土对筏板的摩擦约束,可以显著减小温度应力,同时,对地下超长混凝土结构裂缝控制措施进行了总结归纳。

某大型城市地下空间项目楼板应力分析

大型城市地下空间结构平面尺度大、功能多样,结构楼板在温度作用、楼板开洞等复杂因素的影响下呈现出较为复杂的应力状态。以某大型地下空间项目为例,对地下结构温度荷载取值需要考虑的因素进行了详细的介绍,采用MidasGEN建立了有限元模型,对超长结构在温度荷载作用下的楼板应力进行了分析。同时,针对地下室顶板开设较大的洞口,对土压力作用下洞口周边板带的受力进行了较为深入的研究。结果表明:在温度作用下,结构楼板在较大洞口周边、墙体转角处存在应力集中的现象,在下沉广场处温差较大,楼板应力相对较大,结构设计应进行有针对性的加强。在土压力的作用下,局部板带呈现出平面内受弯的受力特点,应加强楼板的配筋构造,对靠近洞边区域楼板根据计算应力进行配筋设计。有关分析方法和结论可供同类工程项目参考。

超长混凝土结构温度应力分析与设计措施

温度变化对超长混凝土结构的变形和内力存在较大影响。某工程位于成都市新津区,设计为1层地下室(局部2层地下室)。该地下室采用混凝土结构,平面尺寸达到600 m×53 m。出于保证使用功能考虑,要求整体地下室方案不设温度伸缩缝。为解决这一问题,设计人员提出了一些结构设计分析方法,并引入应力释放带,利用YJK结构设计软件对地下室顶板的温度应力进行评估,通过分析结果提出了控制地下室温度裂缝的措施,与现场修建完成后的实际情况对比,验证了该措施的有效性。

超长结构温度应力问题分析与探讨

超长结构的温度应力是超长结构设计中必须解决的重要问题。本文以某大型综合体为例,系统介绍了超长结构温差计算方法,以及YJK软件温度应力分析的成果,并提出了控制超长结构裂缝的相应措施,可供工程设计参考。分析结果表明,温度应力与结构约束状况有直接关系,楼板所受约束越大,楼板温度应力就越大。

地铁车辆段超长结构温度应力分析及裂缝控制

为了研究超长结构在温度作用下产生的温度应力及其裂缝控制,基于济南轨道交通R2线王府庄车辆段的工程设计案例,采用YJK软件对盖板进行了温度应力分析。结果表明,与嵌固端相连的一层盖板受温度作用的影响较大,刚度较大的运用库区受温度作用的影响更显著。同时给出了在工程中控制裂缝的措施,如采用预应力技术和附加温度钢筋,实践证明,此方法取得了良好的裂缝控制效果。

地铁车辆段超长预应力混凝土结构应力分析

为准确获得超长混凝土温度荷载对结构变形和结构应力的影响,文中通过数值模拟分析了由温度荷载对超长结构的变形和应力的影响,在此基础上提出了施加预应力以消除温度荷载对超长结构应力的影响。由分析结果可知,由于内外环境温度差异较大,以及混凝土收缩时的当量温差,导致混凝土产生温度应力,采用“疏”与“堵”结合的方式缓解了超长结构混凝土初期水化热引起的温度应力,即在混凝土浇筑完的早期阶段,采用加强混凝土养护或设置后浇带的措施来减轻温度应力;在混凝土浇筑后期,通过预施加预应力的方法,在混凝土内部形成一种压应力,以补偿因冷却或收缩而产生的拉应力。研究为类似工程施工提供良好的工程经验。

佛山某场馆双向超长楼板温度应力分析

佛山某场馆采用框架-剪力墙结构,建筑平面尺寸约300 m×100 m,地上2层和3层不分缝,4层、5层中间设滑动支座设缝,将结构划分为南北两个结构单元,但每个单元长度依旧达到160 m和130 m,超过《混凝土结构设计规范(2015年版):GB 50010—2010》[1]关于钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的限制,需对结构进行温度应力分析。通过选择合适的分析输入参数、局部调整板面标高、设计U型缝、调整关闭后浇带时间、采用预应力构件、加强配筋等方法处理超长结构温度应力问题,为后续同类项目提供参考。

南海文化中心超长混凝土结构温度应力分析

南海文化中心为双向超长混凝土结构,详细介绍了正常使用阶段内季节温差、混凝土收缩当量温差的计算,并采用MIDAS/Gen软件进行了温度应力分析。结果表明,温差效应对超长混凝土结构的影响显著,在刚度突变的位置会出现应力集中,越靠近基础的楼层,楼板温度应力越大。设置温度钢筋和无粘结预应力钢筋,并合理设置后浇带,可以减小温度对结构的影响。

超长混凝土结构温度效应有限元分析及裂缝控制措施

温度应力是超长混凝土结构面临的主要问题,如何对结构温度效应进行准确模拟、并采取有效措施控制裂缝产生是处理该类问题的关键。通过对超长混凝土结构进行有限元分析,提出结构温差计算方法和关键参数确定原则,基于数值分析结果和实际工程应用提出一种新型的裂缝控制措施。分析表明,建立的有限元模型能够方便合理地反映结构温度效应;提出的楼面高差带能够有效降低超长钢筋混凝土结构楼板的温度应力、控制裂缝产生。

金华市体育中心“一场两馆”结构设计

金华市体育中心包括体育场、体育馆和游泳馆,设计以兼做建筑外立面造型的V形混凝土柱为主要竖向承重构件,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育馆和游泳馆大跨屋盖采用双曲面双层钢网壳,体育场月牙形罩棚采用双层钢网壳+封边管桁架拱的形式。分别对体育馆环形超长混凝土结构和体育场扇形超长混凝土结构进行温度应力分析,根据应力分布规律和大小,对体育馆采用外廊设缝,对体育场看台采用径向设置诱导槽+环向框架梁设置无粘结预应力钢筋等综合措施,以有效降低混凝土收缩应力的不利影响。对大跨钢屋盖结构进行了承载力、变形、稳定性分析和管桁架节点有限元分析,采用主管局部加套管的方法改善相贯节点处的受力性能,实现了经济合理的设计目标。

岩石地基超长水池结构不设缝设计要点

本文介绍了岩石地基上超长钢筋混凝土水池结构不设缝因温度变化引起的结构开裂及应对措施,以及超长结构温度应力σ_(max)、平均裂缝间距L_m及最大裂缝宽度δ_(fmax)计算公式。并以某大型污水处理厂AAO-MBR生物池工程为例,详细介绍了超长钢筋混凝土水池不设缝的结构设计方法,通过选用补偿收缩混凝土、加强混凝土保温保湿养护、设置后浇带及滑动层等减少温度收缩措施,解决岩石地基超长水池结构不设缝因温度应力过大引起的开裂问题,为今后在岩石地基上进行超长水池结构不设缝设计提供借鉴及参考。

台州某商业广场超长结构及大悬挑设计

台州某商业广场地上4层,地下2层,结构高度23.7m。地下室全长310m不设伸缩缝,地上东西向长286.2m,南北向长90.9m,仅根据建筑功能在中间设置一道防震缝兼伸缩缝,其中西侧长度184.5m,东侧长度101.7m。项目东北角主入口处因造型及功能需要设置双向25.5m钢桁架大悬挑,同时内中庭及南侧二层外廊存在多处托柱转换及大跨度。简要介绍了项目的结构体系、基础形式,重点介绍了超长结构温度作用计算过程,并指出了型钢混凝土与普通混凝土超长结构在温度荷载作用下计算方法的不同之处以及相应的处理办法。此外,对主入口大悬挑钢桁架进行了详细的计算对比分析,并进行了防倒塌设计,确保了大悬挑结构的经济性和安全性。

气温骤降对超长混凝土结构底板温度应力的影响

温度应力是超长混凝土结构开裂的主要因素之一。为了研究气温骤降对超长混凝土温度和应力的影响以及采取塑料泡沫板保温措施效果,结合合肥国际陆港项目超长筏板基础,采用MIDASGen有限元软件模拟混凝土底板浇筑完成后,不同时段遭遇环境温度骤降情况。数据分析表明:气温骤降引起结构底板表面温度急剧下降,表面拉应力快速增长,而底板浇筑完成后8~10d内遭遇气温骤降对混凝土结构底板产生的拉应力最大。通过采取保温措施可有效避免气温骤降带来的不利影响。

设置加强带的地下超长结构温度应力影响分析

未设置伸缩缝的地下超长混凝土结构,需要进行温度应力分析和配筋设计,以避免混凝土在温度应力作用下受拉而出现严重开裂的现象。为探求降低地下超长结构温度应力、减少所需温度应力配筋量的方法,本文提出一种对地下超长隧道结构设置加强带的方式,讨论设置加强带对结构温度应力的影响。结果表明:横加强带的设置使得加强带处的温度应力骤降,但隧道结构的最大拉应力和平均应力分别增大29%和27%;对于设置横加强带的隧道结构模型,对加强带施加的约束越强,隧道结构整体的温度应力响应越大;在隧道横截面中部设纵向加强带,影响表现为隧道结构两端的压应力范围增大;在隧道横截面角部设纵向加强带,影响表现为隧道结构两端处角部路径的最大拉应力降低16%。

玉维高速科色特长隧道地应力特征及工程地质意义

玉维高速紧邻金沙江西岸,全程共30座隧道,隧道占总里程的52.55%,隧道建设中极有可能遇到复杂地质问题及地应力的影响。以玉维高速科色特长隧道地应力特征为研究对象,完成了6个点的地应力测试工作及岩石室内物理力学测试,结合构造稳定性、岩爆分级、隧道空间布置分析理论完成了该隧道工程地质意义研究。研究结果表明:地应力在垂直方向上随深度以似线性增长趋势,整体表现为“浅部以走滑型地应力场为主、深部以正断型地应力场为主”的规律;地应力特征表现为“浅部区域以水平构造应力为主,深部以垂直应力为主”;各测点的最大剪应力与平均应力之比值均未达到稳定临界值,隧道周边的构造相对稳定;岩爆级别随深度逐渐增大,但级别为中等至轻微;隧道方位分析表明,隧道(右幅)K24+995至K25+730段隧道方位不利,K25+730至K28+200段隧道方位有利。

七里河体育场结构设计与分析

七里河体育场建筑造型新颖,平面采用四心椭圆,立面呈“7”字形,下部看台为周长约700m的环形钢筋混凝土框架结构,屋盖钢罩棚结构为倒放三角形空间钢管桁架结构,桁架长轴方向长约240m,最大悬挑长度约36m。通过对钢罩棚结构进行单独及总装模型分析并对下部结构是否设缝进行对比分析,确定了合理的结构布置形式与计算参数。采用多种软件对结构进行了不同荷载组合下整体抗震分析、屋盖稳定性分析、防连续倒塌分析和超长结构分析。采用通用有限元软件ABAQUS对关键节点进行了详细分析。最后,对屋盖结构进行数值风洞模拟分析,给出了屋盖表面上的平均风压系数和体型系数及结构周围流场的绕流特性。分析结果表明:该结构整体稳定性能良好,强度与刚度储备大,关键节点可靠,计算结果均满足规范要求。

超长地下结构降低温度应力设计方法

随着地下空间开发的需要,地下结构不设缝长度不断突破,当超长地下结构在收缩等效温差与季节温差叠加下的应力可能会超过混凝土的抗拉强度时,可采用增加普通钢筋、增设预应力钢筋或掺加抗裂纤维等方法抵抗温度应力,也可在充分研究温度应力成因与分布规律后,在设计中主动采取降低温度应力的设计方法以降低温度应力、有效控制裂缝的出现和发展、节约工程造价。以某超500 m长地下工程为例,介绍了降低温度应力设计方法和构造措施,在满足裂缝控制要求下,取得了较好的经济效益。

某复杂高位连体结构设计与研究

深圳某总部大厦由一栋36层研发办公楼和一栋18层宿舍楼通过两层连廊在宿舍楼顶部连为一体,两栋塔楼层高、高度不等,为非对称双塔连体结构。研发办公楼采用钢管混凝土柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒结构,宿舍楼采用框架剪力墙结构,连体采用钢桁架结构。本研究基于抗连续倒塌分析方法对连体结构方案进行了选型分析,然后对连体桁架进行抗震性能化设计,对连体楼盖进行了应力及舒适度分析,对桁架节点进行了有限元分析,论证了结构方案的合理性,为类似复杂高位连体结构设计提供参考。