高層混合結(jié)構(gòu)考慮施工過程和混凝土徐變收縮影響的分析.pdf

1、高層鋼框架-混凝土核心筒或高層勁性混凝土框架-混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)，是近年來在我國迅速發(fā)展的一種新型結(jié)構(gòu)體系?；旌辖Y(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問題是混凝土有徐變收縮的性質(zhì)，而鋼無此性質(zhì)。隨著時(shí)間的發(fā)展，相鄰的鋼與混凝土豎向構(gòu)件將發(fā)生顯著的豎向變形差，相應(yīng)的產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，影響結(jié)構(gòu)的安全性和適用性。論文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高層混合結(jié)構(gòu)基本受力特性的研究”為依托，圍繞混合結(jié)構(gòu)豎向變形差的計(jì)算方法及工程對策等問題，進(jìn)行了研究，取得了以下成果。

2、 1.首次根據(jù)靜定結(jié)構(gòu)分別承受常荷載和變荷載時(shí)徐變的受力和變形規(guī)律，基于力法和齡期調(diào)整的有效模量法，提出了超靜定結(jié)構(gòu)考慮施工過程和徐變影響的內(nèi)力分析方法。該法去掉超靜定結(jié)構(gòu)中的多余約束，使原結(jié)構(gòu)等效為一個(gè)同時(shí)承受外荷載、彈性多余力和隨時(shí)間變化的徐變多余力的靜定結(jié)構(gòu)，稱為基本結(jié)構(gòu)。對基本結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行承受每種力作用時(shí)的徐變分析得到相應(yīng)的在多余力方向上的位移。根據(jù)多余力處的變形協(xié)調(diào)條件列出并求解力法平衡方程得到徐變多余力。本文還對一個(gè)算例進(jìn)

3、行了徐變分析，得出各相關(guān)因素對結(jié)構(gòu)受力的影響。 2.首次提出了徐變效應(yīng)的位移法分析方法。位移法分析超靜定結(jié)構(gòu)徐變效應(yīng)的關(guān)鍵是求單元的徐變固端力。本文根據(jù)徐變分析的力法和虛功原理，推導(dǎo)出桿系結(jié)構(gòu)一次加載的單元徐變固端力計(jì)算公式，發(fā)現(xiàn)單元的徐變固端力是桿件的徐變系數(shù)和彈性桿端力的函數(shù)。根據(jù)推導(dǎo)出的公式，用F0RTR州語言編制了結(jié)構(gòu)徐變分析的位移法計(jì)算機(jī)程序，并對一個(gè)框架算例進(jìn)行了徐變分析。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)各部分的澆筑時(shí)間差和持荷時(shí)間對

4、結(jié)構(gòu)的受力和變形影響很大。 3.分析了目前高層建筑豎向荷載作用效應(yīng)分析常用方法的缺限?？紤]高層建筑結(jié)構(gòu)施工過程中荷載逐層施加和施工平差的實(shí)際情況，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)較為精確的模擬施工過程的計(jì)算方法，并編制了相應(yīng)的FORTRAN程序。應(yīng)用該程序?qū)Ω邔涌蚣芎透邔踊旌辖Y(jié)構(gòu)算例進(jìn)行了分析，并與其他分析方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。 4.以精確模擬施工過程法和徐變分析的位移法為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了高層建筑結(jié)構(gòu)逐層施工逐層加載并考慮混凝土徐變和

5、收縮影響時(shí)的有限元計(jì)算公式。 5．首次根據(jù)線性徐變和迭加原理，采用ACI規(guī)范推薦的徐變和收縮計(jì)算公式，提出了鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件分批加載的變形計(jì)算簡化方法。根據(jù)齡期調(diào)整的有效模量法，推導(dǎo)了配筋率對構(gòu)件的徐變收縮變形影響的計(jì)算公式。 6.以上述鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件分批加載的變形計(jì)算方法為基礎(chǔ)，考慮實(shí)際的施工情況，首次推導(dǎo)了高層建筑結(jié)構(gòu)考慮施工過程和混凝土的徐變收縮影響的實(shí)用分析方法。應(yīng)用該方法可以方便快捷的估算高層混合結(jié)構(gòu)的徐