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超长钢筋混凝土框架结构温度（收缩）应力非线性分析与设计对策研究

作　者: 万小妹
导　师: 贾益纲
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 超长结构温度应力非线性无缝设计
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着社会的不断发展,超长、超高的建筑物越来越普遍,人民更加追求建筑物的外观美。对于超长结构,当结构超过一定长度时,按照规范的要求,必须设置伸缩缝,这样势必会影响建筑物的外观和使用,因此,分析超长结构的温度作用的影响是很有必要的,采取合理的措施来减少伸缩缝或不设伸缩缝也是国内外学者一直研究的主要问题。本文所做的工作如下：首先,本文概述了国内外对于温度应力的分析方法和控制措施的研究现状,提出本文所要研究的主要内容,介绍了温度效应产生的原因、温度荷载类型以及温度应力的简化计算方法,并具体阐述了混凝土结构的收缩、徐变和应力松弛理论；然后介绍了有限元分析方法、本文采用的有限元单元、钢筋混凝土的本构关系及破坏准则。其次,本文通过ANSYS建立单层超长钢筋混凝土框架的三维实体模型,对该模型在内外温差和整体温差作用下进行非线性分析,得到超长钢筋混凝土框架结构温度应力分布特点；然后分别改变梁、柱、板的截面尺寸、结构纵向长度和内外温差值,分析其对超长钢筋混凝土结构的在内外温差作用下的影响。再次,利用正交试验表分析梁、柱、板和长度对超长钢筋混凝土框架结构温度应力的影响大小程度,并根据这些变量应用合适的软件得出近似拟合公式。最后具体阐述了减轻温度应力对结构影响的控制措施。本文通过分析温度作用对超长钢筋混凝土结构的影响,得出的结论可供工程实践借鉴。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-15
  1.1 前言  9
  1.2 国内外研究现状  9-13
    1.2.1 超长钢筋混凝土结构温度应力研究现状  9-11
    1.2.2 超长混凝土结构温度应力分析方法研究现状  11-12
    1.2.3 超长混凝土结构温度应力控制措施研究现状  12-13
  1.3 本文研究的整体思路及其主要内容  13-15
第二章超长框架结构温度作用分析  15-22
  2.1 引言  15
  2.2 混凝土结构的温度作用分析  15-19
    2.2.1 温度效应产生的原因  15-16
    2.2.2 温度荷载类型  16-17
    2.2.3 混凝土结构的计算温差  17-18
    2.2.4 混凝土温度应力的简化计算方法  18-19
  2.3 混凝土结构的收缩分析  19-21
    2.3.1 混凝土产生收缩的原因  19
    2.3.2 混凝土收缩的种类  19-20
    2.3.3 混凝土收缩变形的理论计算公式  20-21
  2.4 混凝土结构的徐变和应力松弛分析  21-22
第三章超长框架结构有限元分析方法  22-31
  3.1 引言  22
  3.2 有限元分析方法分析步骤和模型  22-24
    3.2.1 有限元分析方法的分析步骤  23-24
    3.2.2 有限元的分析模型类型  24
  3.3 本文采用的有限元模型介绍  24-31
    3.3.1 本文选用的有限元单元  24-25
    3.3.2 混凝土本构关系  25-28
    3.3.3 钢筋本构关系  28-30
    3.3.4 混凝土的破坏准则  30-31
第四章超长框架结构温度(收缩)作用非线性分析  31-56
  4.1 引言  31
  4.2 有限元模型  31-32
  4.3 超长框架结构内外温差作用和整体温差作用分析  32-39
    4.3.1 超长框架结构变形分析  32-34
    4.3.2 超长框架结构内力分析  34-39
  4.4 超长框架结构内外温差作用影响因素分析  39-54
    4.4.1 柱刚度变化的影响  39-42
    4.4.2 梁刚度变化的影响  42-45
    4.4.3 板厚变化的影响  45-48
    4.4.4 纵向结构长度变化的影响  48-51
    4.4.5 内外温差值变化的影响  51-54
  4.5 本章小结  54-56
第五章超长框架结构温度应力简化计算公式  56-64
  5.1 引言  56
  5.2 温度作用下结构变形不动点的确定  56-57
  5.3 板中最大温度应力近似拟合计算公式的研究  57-62
    5.3.1 有限元模型的选取  57
    5.3.2 正交试验的介绍和正交表的选用  57-60
    5.3.3 近似公式中变量的确定  60-61
    5.3.4 近似公式的拟合  61-62
    5.3.5 近似公式的适用范围和计算步骤  62
    5.3.6 近似公式的算例  62
  5.4 本章小结  62-64
第六章超长框架结构无缝设计研究  64-73
  6.1 引言  64
  6.2 混凝土膨胀剂的选用  64
  6.3 混凝土膨胀剂的作用机理  64-65
  6.4 限制膨胀率的确定  65-67
  6.5 超长钢筋混凝土框架结构设置膨胀加强带有限元分析  67-72
    6.5.1 考虑膨胀加强带设置在不同的部位的有限元分析  67-70
    6.5.2 考虑膨胀加强带宽度不同的有限元分析  70-72
  6.6 本章小结  72-73
第七章结论和展望  73-75
  7.1 结论  73-74
  7.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-77

超长钢筋混凝土框架结构温度（收缩）应力非线性分析与设计对策研究

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