预应力控制地下室超长混凝土结构温度应力研究

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随着现代经济和社会的快速发展,各地区对城市多功能化和综合性要求越来越高,为保障建筑功能的实现和外观及防水的需要,地下室超长混凝土结构在大型商业建筑和公共建筑的应用日益广泛,此类结构往往不设置伸缩缝。温度效应对超长混凝土结构的影响是不能忽略的,因为温度应力会导致超长结构产生温度裂缝,影响结构的适用性和耐久性,特别是地下室对结构的整体性要求更高,所以在超长混凝土地下室结构中的温度效应分析和研究显得尤为重要,但至今工程设计经验还不是很丰富,为了适应我国未来超长混凝土结构的发展,超长混凝土结构中的温度应力研究势在必行。本文以成都锦城广场综合换乘服务中心地下停车场作为研究对象,建立了结构的分析模型,将混凝土的收缩效应转换算成混凝土的当量温差,使之与温度的降低进行叠加,对混凝土的徐变效应引入应力松弛系数对降温进行折减。通过Midas/Gen建立有限元模型,对地下停车场结构在均匀降温作用下的受力和变形进行分析,按照二级裂缝控制的标准对地下停车场进行预应力筋的计算和配置,为今后同类工程的设计和施工提供参考,本文得出的主要结论如下:(1)通过多个有限元模型,得出温度降低引起的温度效应在超长混凝土结构中影响比较显著,降温的温差越大,超长混凝土结构中的温度应力和变形就越大,在有竖向构件约束的地方会出现应力集中现象,也是温度应力控制的重要部位。(2)在超长混凝土结构季节温差产生的温度应力的研究中,可以将混凝土收缩转换成混凝土当量温差与季节温差进行叠加计算,将混凝土的徐变采用应力松弛系数进行折减。(3)由于Midas/Gen模型的板单元无法施加预应力和布置预应力钢束,可以采用在模型的节点上施加集中荷载来模拟预应力,能起到同样的控制效果。(4)在成都锦城广场综合换乘服务中心地下停车场的板结构中施加预应力能够抵消掉板中的温度应力,从而提升结构超长部分抵御温度作用下开裂的能力,而无粘结预应力的孔道摩擦小,施工方便,很适合此结构中的温度应力控制。(5)通过对锦城广场地下停车场有限元分析可知后浇带的设置能够有效避免地下室楼板在早期因温度应力产生裂缝,而后浇带的封闭时间则会影响混凝土收缩当量温差。
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