超长混凝土底板间歇与不均匀约束下的温度应力研究

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通过控制相邻施工区段混凝土浇筑的间隔时间,以减小温度应力、避免混凝土开裂,从而取消后浇带,并改变跳仓做法的间歇法施工,在超长混凝土结构工程中逐步得到了应用。采用间歇法施工时,相邻施工区段混凝土浇筑后结构所产生的温度应力共同作用,以及独立柱基和电梯井等不均匀约束的结构形式,均会改变底板温度应力的大小和分布。为了得出底板在共同作用和不均匀约束下的温度应力变化规律,以利于间歇法施工的进一步推广应用,本文主要研究了以下内容:(1)依据10个工程现场测温和应变试验中的几十个测点的试验数据,以及由数值模拟获取的混凝土底板温度数据,进行了先后浇块(即相邻施工区段)共同作用机理、不同条件下底板共同作用时间的研究。通过研究,发现了先浇块与后浇块浇筑间歇时间的长短、在水化热阶段降温速率的差异是影响其共同作用应力的关键因素,进而得出了判定先后浇块是否产生共同作用的依据;发现了不同浇筑季节、不同厚度底板在水化热阶段的降温速率变化规律,并得出了相应的底板水化热降温模型,以及不同间歇时间下先后浇块在水化热和环境温度阶段的共同作用时间。(2)依据大量底板的现场测温试验数据,以及通过ANSYS软件数值模拟获取的不同浇筑季节小环境温度下不同厚度底板的结构温度数据,进行了不同间歇时间、不同浇筑季节、不同厚度、不同长度等条件下的底板先后浇块共同作用温度应力的计算和分析。通过研究,得出了不同条件下底板共同作用温度应力的变化规律;提出了考虑先、后浇块共同作用的温度应力计算方法;得出了不同厚度底板控制温度应力的最小间歇时间,以及其他控制温度应力的技术措施。(3)依据调研地下室底板不均匀约束设计,分析了产生不均匀约束的主要结构形式,以及相关设计构造,重点进行了独立柱基和电梯井基础的影响。通过ABAQUS软件数值模拟获取的底板独立柱基和电梯井的不均匀约束作用下的温度应力数据,进行了不同厚度、不同嵌入深度、不同侧约束系数、不同位置等条件下的温度应力分析。通过研究,得出不均匀约束对温度应力最大值和应力分布的影响规律,并提出减少不均匀约束作用的设计或施工措施。本文针对考虑共同作用的超长混凝土底板温度应力变化规律,以及独立柱基和电梯井的不均约束对底板温度应力的影响规律进行了分析研究,提出了超长混凝土底板共同作用温度应力的计算分析方法,以及减少和控制温度应力的相关技术措施,对超长混凝土结构施工具有重要的指导意义。
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