超长混凝土结构温度效应计算的探讨

超长混凝土结构温度效应计算的探讨

摘要：首先通过简化的超长混凝土结构模型，分别进行温降作用下的线弹性分析（不考虑混凝土开裂）与非线性分析（考虑混凝土开裂）：（1）利用通用有限元分析软件Midas/gen，对简化模型进行温降作用下线弹性分析；（2）利用通用有限元分析软件MSC.marc，对简化模型进行同一温降作用下非线性分析。然后，对两种分析方法下温度效应的大小与分布规律进行对比。通过两种分析方法下温度应力结果的对比，验证普遍应用于工程设计中的线弹性分析方法的可靠性和经济性。

关键词：超长混凝土结构；Midas/gen线弹性分析；混凝土开裂；MSC.marc非线性分析

1 引言

近几年，随着建筑用地面积的紧缺，多功能建筑体日益增多。如地下为超长地下车库，地上为多栋高层住宅楼的住宅区；集娱乐、商场、宾馆于一体的大型商业广场。基于功能和外观上的需要， 这些大型公共建筑结构需增大伸缩缝间距甚至不设缝，致使整个结构单体平面尺寸日益增大，其尺度远远超过了《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）所规定的伸缩缝最大间距要求，形成了超长混凝土结构。因混凝土抗拉强度远低于抗压强度的材料性能，不应忽视此类结构在使用阶段的温度效应。根据众多超长混凝土结构的设计经验以及建成后实际使用效果的验证，目前，在实际的工程设计的中，绝大多数设计人员计算温度效应的方法为：在最不利温降工况下，对超长混凝土结构进行线弹性分析，然后对线弹性分析的温度效应乘以几项工程经验系数，从而确定最终温度效应的取值。工程经验系数的取值有所不同，文献[1]是线弹性分析的温度效应乘以刚度折减系数0.85和松弛系数0.3~0.5；文献[2] 是线弹性分析的温度效应乘以混凝土弹性模量折减系数0.6，荷载分项系数1.4和松弛系数0.3~0.5；文献[3] 是线弹性分析的温度效应乘以温度作用组合系数0.6，荷载分项系数1.4和松弛系数0.3~0.5。虽然各文献的个别系数的取值和定义不同，但综合折减系数δ基本相同，即δ=0.84×（0.3~0.5）。可见设计人员对这种由线弹性的分析结果，经折减而确定最终温度效应取值的计算方法，在取值的大小上基本上是一致的。但是，线弹性的设计方法，与实际是不符的。超长混凝土结构在温降工况下，应力集中的区域，混凝土必然会开裂，结构的力学行为已进入非线性阶段。因此，本文对超长混凝土结构进行了考虑混凝土开裂的非线性分析，以得到更合理的温度应力数值与分布规律，并与线弹性分析的应力结果进行对比，以对实际工程设计提出指导性的建议。

2 计算模型

本计算模型长180m，宽45m，柱网尺寸为9000mm×9000mm，共一层，层高4.5m。楼板板厚300mm，外墙厚350mm，内墙厚350mm，柱子尺寸为700mm×700mm，梁尺寸为300mm×750mm。模型的结构平面布置图见图2.1（因为对称结构，平面布置图仅示意左半部分）。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库超长混凝土结构温度效应计算的探讨在线全文阅读。