超長混凝土框架結構溫度應力及其裂縫的數(shù)值分析.pdf

1、超長混凝土框架結構的溫度應力問題一直是研究的熱點。在過去由于計算工具的限制，對溫度應力問題大都采用簡化計算方法或彈性有限元法進行計算。這樣雖然能夠得到溫度應力的大致分布，但與實際情況相差較大。溫度應力受到混凝土開裂、基礎變形、收縮徐變以及溫度場變化的影響，是一個復雜的非線性問題，而高溫度應力導致的溫度裂縫將會影響結構的正常使用和耐久性，因此開展對超長框架溫度應力及溫度裂縫的非線性分析具有較重要的意義。本文利用大型通用有限元軟件ABAQU

2、S，采用相應混凝土的本構模型，對框架結構在各種因素影響下的溫度應力和溫度裂縫進行了詳細的分析，主要工作體現(xiàn)在以下幾方面：
　　 1.采用混凝土彌散裂縫模型對一超長框架結構進行了考慮混凝土開裂的溫度應力分析，同時對框架結構溫度效應進行了參數(shù)分析。計算了重力作用、基礎變形對溫度應力的影響。結果表明混凝土的開裂會使得溫度內(nèi)力大幅降低，而溫度位移則有較小的上升。溫度內(nèi)力隨框架跨長、跨數(shù)以及梁、柱截面的增長會產(chǎn)生不同的變化。豎向荷載會增大

3、溫度內(nèi)力，而基礎變形卻使得溫度內(nèi)力減小。
　　 2.利用ABAQUS用戶子程序對超長框架結構進行了考慮收縮徐變的溫度應力計算。結果表明，徐變的影響會使得框架邊柱的溫度彎矩和不動點處的溫度軸力有大幅下降，其余部位則變化不大。而當同時考慮收縮徐變時，總的溫度內(nèi)力比僅考慮徐變的要大，但僅有小幅上升。
　　 3.根據(jù)熱傳導原理對超長框架結果在72小時內(nèi)的溫度場進行了計算，并選取最不利溫度場進行相應的溫度應力計算，以考慮溫度的非線

4、性分布對溫度應力的影響。結果表明溫度的非線性分布會使得框架板的溫度應力水平大幅上升，并引起更多裂縫，而溫度內(nèi)力也有一定的增大。
　　 4.對擴展有限元基本原理進行了介紹，并利用擴展有限元法對一鋼筋混凝土受彎梁的裂縫擴展進行了模擬，通過與實驗值進行對比，發(fā)現(xiàn)擴展有限元能夠較好的模擬混凝土裂縫的擴展。同時對框架結構的溫度裂縫進行參數(shù)分析，結果表明框架梁、柱截面的變化對溫度裂縫寬度影響較大，而框架跨數(shù)和跨長溫度裂縫裂縫寬度影響則相對較