大型地下無伸縮縫混凝土結構溫度應用分析.pdf

1、根據我國鋼筋混凝土結構設計規(guī)范，大型鋼筋混凝土結構必須分段留有伸縮縫。然而，伸縮縫的存在不僅給工程設計和施工帶來許多困難、增加施工成本、降低了結構的抗震和防火能力等，而且使用維護成本也陡然增加。同時伸縮縫設計或施工不當會降低結構的安全性能及壽命。因此，近年來工程中不斷探索超出規(guī)范限制的大型無伸縮縫混凝土結構，其具有設計簡單、施工方便、維護成本低等優(yōu)點。但是，當無伸縮縫混凝土結構中溫度發(fā)生變化時，由于缺少伸縮縫的熱應力釋放作用，溫度應力可

2、能會使結構出現裂紋甚至導致破壞。本文針對深圳某大型地下無伸縮縫混凝土結構(長度約為1000m，最大寬度達81m)，利用有限元方法，計算溫度場和溫度應力，分析結構的安全性，探究大型地下無伸縮縫混凝土結構設計的理論基礎。
　　大型地下無伸縮縫混凝土結構在上層蓋土未回填之前，上表面直接暴露于陽光照射下，此時溫度變化最大，使得結構溫度應力變化也最大?；诖耍紤]夏季和冬季兩種極端溫度變化情況，計算結構的溫度場、溫度應力，并進行疲勞壽命估計

3、。首先進行了溫度場分析，發(fā)現無論在夏季還是冬季兩種溫度條件下，距離表面0.4m范圍內，溫度隨時間變化較明顯;距離表面0.4m范圍外，溫度變化并不明顯，趨于常值。其次，計算分析了結構的溫度應力，由于混凝土屬于脆性材料，研究和比較了主應力變化規(guī)律。重點研究了溫度變化最明顯的頂層混凝土結構。發(fā)現:(1)夏季時，上表面白天溫度達到最高(70℃)，第三主應力(-12.5MPa)絕對值最大;(2)冬季時，上表面夜間溫度達最低值(12℃)時，拉應力最

4、大，第一主應力可達2.8MPa。最后，對結構進行了疲勞壽命估計。夏季承受交變壓應力作用下，結構疲勞壽命至少為112天;冬季承受拉-壓交變載荷，結構的疲勞壽命較低，約為87天。研究發(fā)現，大型地下混凝土結構在上層回填土沒有回填之前，結構承受的溫度應力最大。主要結論為:(1)夏季溫度應力以壓應力為主，并隨深度增加而減小，此時結構比較安全;冬季溫度應力以拉應力為主，并且當溫度較低時，拉應力較大，容易引起表面裂紋，因此，對于冬季溫度較低的時段，要