型钢混凝土超大斜柱施工过程受力性能分析

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型钢混凝土构件具有承载力大、刚度大、抗震性能好等优点,在大跨度建筑和高层建筑中得到了广泛的应用。但是型钢混凝土构件施工过程中的力学特性和安全性能仍未得到普遍重视。本文研究的超大斜柱总高度59米,倾斜角度67.43°,柱身截面大(1.8米×3.6米),施工难度大、施工周期长,又是承重部件,其施工过程中的力学特性和安全性能尤为重要。为有效分析型钢混凝土斜柱在施工过程中的相关特性,本文首先分析了型钢混凝土的优劣和研究应用情况,然后分析了型钢与混凝土的本构关系。在此基础上,本文根据贵阳花果园办公一号楼工程实例,对施工过程中不同工况下的型钢混凝土斜柱建立七个模型,模拟分析了型钢混凝土柱的应力、应变、位移情况。根据有限元分析结果得出了本工程型钢混凝土斜柱施工阶段的应力、应变及位移均符合规范及设计要求,表明斜柱在施工阶段受力是安全的,并且斜柱安全富余度较大。由于型钢混凝土斜柱施工难度大、情况复杂,为及时发现施工过程中出现的问题,本文对型钢混凝土斜柱进行了全过程实时监测。监测结果实时分析,并及时与有限元模拟情况进行比对,得出:(1)型钢混凝土斜柱在不同工况下的受力都是安全的,但为满足设计需要,应对施工过程进行控制,保证施工质量;(2)型钢混凝土斜柱悬臂段根部混凝土、型钢和纵向钢筋都有应力集中现象;(3)在复杂的荷载情况下,型钢混凝土柱有扭转的趋势,型钢翼缘可以充分利用型钢形状和强度优势改善斜柱内力分布;(4)高层建筑楼层越高,其竖向构件水平位移随高度快速增长。根据有限元模拟和实时监测的结果分析,在型钢混凝土斜柱施工过程中,应验算各截面应力,计算斜柱位移,根据结果对施工过程进行控制,优化调整斜柱内力、线性,并保障结构施工过程受力安全。
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