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《西安建筑科技大学》 2014年
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框架—核心筒结构竖向收缩徐变效应施工模拟分析

曹正斌  
【摘要】:高层、超高层建筑为了更好的适应建筑平面使用、空间分割、景观视野等建筑功能的需求,现在多趋向采用框架—核心筒这一结构体系[1]。广泛应用于写字楼、酒店、多功能建筑。但是随着建筑高度越来越高,不同竖向构件间的竖向变形差成为必须考虑的问题。 本文首先介绍了混凝土收缩徐变的机理、收缩徐变的各种影响因素和估算方法、变应力作用下徐变的计算理论。接着对简单结构进行计算分析,对比不同加载方式、是否考虑收缩徐变和混凝土材料时变特性计算结果的差异,得出采用施工模拟计算结构竖向变形的必要性。 然后以实际工程混凝土框架—核心筒结构为计算原型,采用建筑结构通用有限元软件Midas/gen对结构进行竖向弹性、收缩徐变变形分析,总结变形规律。提出了建筑墙体滞后主体结构施工且采用ACI+PCA收缩徐变计算模型的精确施工模拟方法。通过模型计算考虑了竖向变形的影响因素,得出结论:施工速度和配筋率影响较大;且施工速度越快总变形越大、配筋率越大徐变越小;环境相对湿度影响较小。 接着比较了混凝土框架—核心筒结构不同时期墙柱之间的变形差,用不同分析方法计算梁中弯矩、剪力、柱中轴力,找到变化规律。对钢管混凝土柱框架—核心筒结构的钢管柱采用特殊处理方法分析结构竖向构件的变形差、变形引起的内力。提出与墙平面外相连接钢梁墙端滞后5层刚接的处理办法,解决了墙端弯矩过大的问题。 最后本文在对框架—核心筒竖向变形差效应分析的基础上,提出从混凝土材料、结构设计及施工方面对竖向变形差采取对策。
【关键词】:收缩徐变 框架—核心筒 精确施工模拟 竖向变形差 Midas/gen
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU973.17
【目录】:
  • 摘要3-5
  • ABSTRACT5-9
  • 1 绪论9-13
  • 1.1 研究背景和意义9-10
  • 1.2 研究现状10-12
  • 1.2.1 理论研究10-11
  • 1.2.2 应用研究11-12
  • 1.3 本文主要研究内容12-13
  • 2 混凝土的收缩徐变理论13-29
  • 2.1 收缩徐变的机理13-15
  • 2.1.1 收缩的机理13-14
  • 2.1.2 徐变的机理14-15
  • 2.2 收缩徐变的影响因素15-20
  • 2.2.1 收缩的影响因素15-17
  • 2.2.2 徐变的影响因素17-20
  • 2.3 收缩徐变的估算方法20-25
  • 2.4 变应力作用下徐变分析理论25-27
  • 2.5 本章小结27-29
  • 3 竖向收缩徐变施工模拟分析29-49
  • 3.1 施工过程模拟分析的认识29-34
  • 3.1.1 不同加载方式对结构分析的影响29-31
  • 3.1.2 收缩徐变对结构分析的影响31-32
  • 3.1.3 考虑混凝土时变特性对结构分析的影响32-33
  • 3.1.4 施工模拟在不同竖向构件体系中的影响33-34
  • 3.2 框架—核心筒模型及计算假定34-36
  • 3.2.1 模型概况34-35
  • 3.2.2 模型计算设置及假定35-36
  • 3.3 竖向构件变形的计算分析36-47
  • 3.3.1 基本模型计算结果分析36-40
  • 3.3.2 精确施工模拟分析40-43
  • 3.3.3 竖向变形影响因素计算分析43-47
  • 3.4 本章小结47-49
  • 4 竖向收缩徐变效应及工程应用分析49-65
  • 4.1 框架—核心筒模型竖向变形效应49-54
  • 4.1.1 竖向构件变形差49-50
  • 4.1.2 不同分析方法计算内力值50-54
  • 4.2 钢管混凝土框架—核心筒模型竖向变形效应54-60
  • 4.2.1 模型介绍及参数设置54-56
  • 4.2.2 竖向构件变形与变形差56-58
  • 4.2.3 框架梁中内力58-59
  • 4.2.4 钢管柱施工补偿59-60
  • 4.3 框架—核心筒结构竖向变形差对策60-62
  • 4.3.1 材料方面61-62
  • 4.3.2 结构设计及施工方面62
  • 4.4 本章小结62-65
  • 5 总结与展望65-67
  • 5.1 本文主要结论65-66
  • 5.2 问题与展望66-67
  • 致谢67-69
  • 参考文献69-71

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