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大型火电厂主厂房混凝土结构温变响应研究

作　者: 代慧娟
导　师: 白国良
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 火电厂主厂房 混凝土结构 温度应力 计算温差 温度折减系数
分类号: TU31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近年来,全球气候异常,极端气温出现频繁,温度作用对建筑结构造成的影响不可忽视。火电厂大容量机组混凝土主厂房结构长度最长可达120 m,超过规范规定的伸缩缝最大间距要求。同时,目前国内外关于定量计算温度效应的方法尚未有统一的规定,且利用现有的综合温差法及均匀温差法计算得到的温度效应数值偏大,不符合工程实际情况。针对上述问题,本文分析了导致计算温差数值偏大的因素,从混凝土的松弛徐变、塑性发展以及裂缝对刚度的折减这三个影响主厂房温度效应计算的因素进行了研究。引入松弛系数以考虑混凝土徐变的影响,推导出针对具体工程的松弛系数的计算方法;参考《混凝土结构设计规范》给出的抵抗矩塑性影响系数,从效应的角度出发,对计算温差进行折减以考虑构件的塑性发展;根据规范中给出的预应力混凝土受弯构件截面刚度的计算公式,估算梁端部的框架柱开裂后截面刚度的降低程度,确定考虑裂缝对刚度影响的折减系数。论文针对实际工程中结构构件允许出现裂缝和不允许出现裂缝两种情况,提出了相应温度折减系数的取值方法。最后,以火电厂主厂房混凝土结构为对象,结合火电厂主厂房框排架结构特点、施工和运行条件,采用数值模拟方法,分别分析了温度作用对70、90和110m不同主厂房结构的影响。研究对比结构空间模型与平面模型的温度效应差异,为主厂房结构布置提供建议;分析随着长度梯度的变化,主厂房结构温度效应的变化规律,得出在满足工艺需求时,尽量减小主厂房的长度是控制温度效应的较为有效措施。从设计与施工方面,提出减小混凝土结构计算温差取值的措施。本文成果可作为同类结构研究和实际工程应用的参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
    1.2.1 温度场的研究  9-10
    1.2.2 温度应力的研究  10-11
    1.2.3 混凝土徐变收缩的研究  11
    1.2.4 火电厂主厂房温度效应的研究  11-13
  1.3 研究目的  13
  1.4 研究内容  13-15
2 温差的分类以及温度应力计算理论  15-21
  2.1 温差分类、形成及特点  15-17
    2.1.1 季节温差  15
    2.1.2 骤降温差  15
    2.1.3 日照温差  15-16
    2.1.4 昼夜温差  16
    2.1.5 影响温度应力的因素  16-17
  2.2 常见的考虑温度应力的计算方法  17-18
  2.3 弹性温度应力理论及计算方法  18-21
3 基于弹塑性折减系数的计算温差取值研究  21-39
  3.1 计算温差的取值方法概述  21-22
    3.1.1 线性分布法  21
    3.1.2 直接给出温度荷载的数值  21-22
    3.1.3 用公式计算建筑结构外露构件横截面的平均温度变化  22
  3.2 混凝土收缩的计算  22-27
    3.2.1 影响混凝土收缩的因素  22-24
    3.2.2 预测混凝土收缩的模型  24-26
    3.2.3 各预测模型所考虑的因素  26-27
  3.3 综合温差的确定  27-29
    3.3.1 季节温差  27-28
    3.3.2 混凝土收缩当量温差  28-29
  3.4 温度折减系数取值研究  29-38
    3.4.1 松弛系数  29-36
    3.4.2 塑性系数  36
    3.4.3 考虑裂缝对刚度影响的折减系数  36-37
    3.4.4 温度折减系数确定  37-38
  3.5 计算温差确定  38
  3.6 本章小结  38-39
4 火电厂主厂房混凝土结构温度单工况有限元分析  39-62
  4.1 温度作用有限元模拟及软件选取  39
  4.2 研究的原型模型  39-40
  4.3 空间计算模型的建立  40-42
  4.4 原型模型的计算温差确定  42-43
  4.5 有限元计算  43-60
    4.5.1 平面模型计算结果  43-46
    4.5.2 空间模型计算结果  46-50
    4.5.3 平面模型与空间模型计算结果对比分析  50-51
    4.5.4 不同长度梯度结构的温度效应分析  51-60
  4.6 本章小结  60-62
5 主厂房混凝土结构控制温度及收缩效应的综合措施  62-67
  5.1 降低季节温差的取值  62-63
  5.2 减小混凝土的收缩量  63-64
  5.3 减小温度效应的综合措施  64-67
6 结论与展望  67-70
  6.1 结论  67-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 结构理论、计算
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