大型地下广场下沉式顶板的温度应力及保温设计

为研究下沉式地下结构顶板在温度变化作用下应力分布规律及保护措施,对某下沉广场顶板在季节温差和不同季节日温差作用下、结构设置和不设置变形缝情况下的应力和变形情况进行了数值模拟。结果表明:温差作用下,无论是否设置变形缝,结构均会在板梁相交处产生超过混凝土极限抗拉强度的拉应力,设置变形缝对温度应力影响不大;顶板受力和位移中,温度作用所占比重在日温差最不利工况中分别为33%和78.9%,季节温差最不利工况中分别为24.2%和98.7%,应采取加强配筋、保温防裂等措施。通过改变结构顶板上表面的温度,得到了结构上表面所配钢筋数目线性递减的规律,建议下沉结构顶板应以上表面温度为5 ℃作为控制基准设置保温层。     

温差作用下超高层结构的变形及受力分析

累积效应、季节温差和昼夜温差对超高层建筑竖向构件的变形及关键构件的应力应变影响较大。国瑞·西安金融中心工程施工中,分析主体结构施工完毕后季节温差和昼夜温差对典型结构构件的整体变形及受力情况,为准确了解在温度作用下的结构整体性能和工程设计提供了重要参考。     

恒丰贵阳中心超长嵌固端楼板温度应力分析与设计

恒丰贵阳中心项目结构的平面长度达414m,宽度达83～145m,尺寸超长,2层作为上部塔楼的嵌固端。详细介绍了施工阶段温差、使用阶段温差、收缩当量温差在本项目中的取值计算,以及在考虑季节温差和收缩效应共同作用下各工况的楼板温度应力分析,结果显示温度应力对超长结构的影响显著。根据温度应力分析的结果,除了对应力较大区域按照计算配筋结果进行双层双向配筋加强外,针对施工以及构造还提出了相应的技术措施以减小温差收缩效应的影响。     

某轨道项目地下超长结构温度作用分析

超长结构的温度应力问题一直备受结构设计关注,结合轨道交通线路穿越某商业综合体形成的超长混凝土结构进行分析,考虑结构施工进度计划的影响,对比了三种不同的收缩当量温差计算方法,将收缩当量温差与最大季节温差叠加后,并考虑徐变应力松弛和刚度折减的最不利温差施加于结构,采用有限元软件MIDAS Gen对其进行温度作用分析,得出温度作用效应在超长结构的分布规律,对类似超长结构设计具有借鉴意义。     

回填土对超长地下室结构温度应力影响的实例分析

地下室结构正常使用过程,由于埋置土中,受外界温差的影响比较小,其温度应力不会超过混凝土的极限抗拉强度.在实际施工过程中,许多工程往往忽略了回填土的作用或者回填不及时,使结构受到变化较大的季节温差作用,从而造成温度应力超过混凝土的极限抗拉强度,产生温度裂缝.结合工程实例,对不同工况下超长地下结构温度应力进行了分析,并计算出不同工况下地下室项板、外墙、底板所能承受的最不利温差,得出了室外回填土是影响超长结构地下室温差变化,引起开裂的主要因素.     

大型购物中心超长结构设计

温度收缩应力是超长混凝土结构需要解决的主要问题.不同于常规矩形超长结构,大型购物中心建筑功能要求较高,结构中经常出现大跨度连续框架与异形楼板.结合工程实例,选取结构典型位置,通过有限元软件分析其在季节温差与收缩当量温差作用下的内力.对结构的框架内力与楼板应力均进行了计算,并按照计算结果加强设计配筋,提出并验证超长结构温度及收缩应力问题的解决措施,为同类工程提供参考.     

圆形煤场挡煤墙的变形及侧壁内力分析

堆煤产生的内外壁温差及季节温差对整体式封闭煤场挡煤墙结构的设计有着巨大的影响,挡煤墙结构的配筋多由堆煤侧压力及温度应力的组合工况控制,变形主要由堆煤侧压力控制。根据某项目,对封闭煤场在堆煤侧压力及温度应力作用下的变形及侧壁内力分析。     

基于长期实测数据的大跨悬索桥扁平钢箱梁温差特性研究

温度应力是影响大跨桥梁结构全寿命性能的主要因素之一,合理的温度场分布模型是准确计算结构温度应力的基础。基于润扬大桥悬索桥结构健康监测系统的监测数据,详细分析润扬大桥悬索桥扁平钢箱梁为期一年的实测温度结果,得出横截面不同位置温度随时间的变化规律,提出扁平钢箱梁同一横截面上不同测点之间温差的概率分布模型,确定不同横截面具有一定重现期的温差标准值,总结用于温度应力计算的横截面温差模式。分析结果表明:①扁平钢箱梁的温度场具有明显的季节特征;②横截面各个测点之间的正温差和负温差均可以通过Weibull分布函数和正态分布函数的加权和来描述其概率分布;③同一横截面上不同测点之间有不同的温差标准值,但不同截面对应位置的温差标准值十分接近;④扁平钢箱梁顶板存在三种不同的横向温差模式。研究结果可为大跨悬索桥全寿命评估提供参考。     

超高层建筑施工期温度效应监测与分析

超高层建筑施工期受日照等环境因素影响,温度场分布不均匀,使结构产生不均匀变形和应力,进而影响施工质量和结构安全。文章基于一座335m超高层实际监测数据,研究了其施工期结构温度分布特点及其应力应变演化规律。结果表明,超高层建筑的外框与核心筒之间,以及结构的不同方位之间,均存在明显的不均匀温度分布,其不均匀程度随着季节而变化。结构在不均匀温度影响下产生不均匀应力变化,外框架竖向应力与季节性温度呈负相关性,主梁在季节温差影响下存在受拉开裂风险。研究成果对提高超高层施工质量、增强其运营期安全性和耐久性具有指导意义。     

超长混凝土板柱结构温度应力研究

分析温度作用、混凝土收缩徐变效应对混凝土结构的作用,在T-B法混凝土徐变计算理论的基础上,应用按龄期调整的有效模量法来计算均匀温差作用下混凝土结构温度应力。研究底部分缝对超长混凝土板柱结构温度应力的影响,提出多种底部分缝形式,分析其对季节变化引起的均匀温差作用下超长板柱结构的温度应力和温度变形的削减,建立不同长度的结构模型,对其内力和变形进行比较,得出较为合理的底部分缝形式,为超长混凝土板柱结构温度裂缝控制提供参考。     

大跨钢结构在特殊气候条件下的温度应力实测研究

利用自主开发的无线应力传感监测系统,对某体育场钢结构在施工过程中特殊气候条件(持续高温和低温)下的温度与应力进行实测,详细研究温度与应力的关系及温度变化所产生温度应力的大小,给出结构在不均匀温度场下的实测温度分布规律,通过有限元模拟,得到构件的应力变化理论值,并将其与实测数据对比。结果表明:钢结构处于非均匀温度场作用下,温度和应力相关性明显,大多数实测数据与仅考虑均匀温度场的理论值存在一定的差异,部分测点实测值大于理论值较多。     

高温下叠层橡胶支座的热力学分析

利用ANSYS有限元软件对高温下圆形和矩形叠层橡胶支座的热应力进行了分析,通过对不同温度下叠层橡胶支座位移和应力的对比,获得了叠层橡胶支座位移和热应力的分布规律。分析结果表明,圆形叠层橡胶支座随着温度的提高,位移和热应力增大且成环形分布,由于温度荷载与内聚力同时作用,最大等效应力明显增大出现在中间部位;矩形叠层橡胶支座边缘受热不均匀导致边缘部位位移和等效应力不同,而在内部受热逐渐均匀,位移和等效应力相同。     

梯度温差对防水板混凝土开裂机理的影响

基于混凝土浇筑时防水板内外温度差异导致的温度应力对早期裂缝开展的影响,研究了防水板混凝土在施工期的温度应力性能,结合实际工程,总结了当防水板内外温度差异变化时混凝土裂缝损伤的情况。为了深入研究防水板混凝土开裂机理,用ANSYS进行数值模拟,根据防水板主拉应力计算分析公式得到梯度温差下的应力和变形云图。基于ANSYS云图分析结果,研究了混凝土结构的变形趋势、温度应力演变及裂缝分布情况。结果表明:在该联合基础过渡区域混凝土抵抗应力能力较弱,在云图中该处裂缝最早产生,裂缝蔓延速度更快; 防水板的第一应力值随着温差增大而增大,当浇筑温度越高时,混凝土结构所产生的温度应力越大; 在进行防水板施工阶段混凝土浇筑时,大温差导致防水板的大变形, 25 ℃左右为混凝土防水板结构开裂的临界温差。     

国家体育场钢结构温度与应力实测及分析

应用自主开发的基于无线传感网络的结构温度与应力实测系统,对国家体育场钢结构各部位的温度与应力进行长期实测。以全年实测数据为依据,分析结构温度分布规律,并根据结构温度场的非均匀性,将温度作用分为均匀温度场作用与非均匀温度场作用,分别详细研究均匀温度场作用与非均匀温度场作用对结构应力变化的影响。研究结果表明：结构不同部位之间存在明显的温差,且构件的温度与周围的气温并不一致;均匀温度场作用下结构产生显著的应力变化,且构件应力与温度的线性相关性较好;在结构的某些部位,非均匀温度场作用所引起的应力变化超过均匀温度场作用所引起的应力变化。     

地下压气储能圆形内衬洞室内压和温度引起应力计算

地下压气储能岩石内衬洞室内,不断变化的气体内压和温度引起的应力场是关乎洞室稳定性、耐久性的重要因素,由此提出了一种计算气压和温度引起应力变化的解析方法。将内衬洞室考虑成由密封层、衬砌和围岩组成,首先建立了洞室温度和气压求解的控制方程;利用拉普拉斯变换和叠加原理得到每个循环内洞室温度和气压随时间的变化;采用热弹性模型得到内压和温度引起的应力场。基于解析方法,给出了典型循环周期内洞室应力变化情况;接着通过一个热-力以及洞室气体耦合求解的数值模型以及不考虑密封层和衬砌的温度场解析方法来验证本文方法;最终探讨了温度对总应力的影响程度,以及不同换热系数的影响。结果表明：本文方法是可行的;温度和内压引起的密封层和衬砌内环向拉应力非常大;温度对于压气储能洞室有着不可忽略的作用,温度对于环向和纵向应力的影响程度要大于对径向应力的影响;换热系数对应力变化影响很大。     

人工气候环境下考虑荷载应力影响的混凝土温度响应研究

通过自制的持续加载装置对混凝土试件施加不同水平的拉应力或压应力,并在恒温恒湿箱模拟的人工气候条件下进行混凝土试件的升温试验,研究不同应力水平对混凝土微环境温度响应的影响;通过对试验结果的分析,并结合混凝土传热学的相关理论,计算出不同应力水平下混凝土的导热系数,进而建立考虑荷载应力影响的混凝土导热系数预测模型。结果表明:在恒定的人工气候条件下,混凝土的压应力水平越高,其温度响应速率越快,而拉应力水平越高,其温度响应速率越慢;对于同样的应力水平,压应力对混凝土温度响应的影响更显著;所得研究成果可以为实际工程结构中混凝土内部温度响应的预测奠定一定的理论基础。     

不同温度梯度冻结深部黏土偏应力演变规律研究

 采用先冻结后K0固结(FC)的传统冻土试验方法进行4种不同温度梯度冻结深部黏土的加、卸荷三轴试验,研究不同温度梯度冻结深部黏土在加、卸荷过程中的偏应力增长速率及偏应力的衰减规律。结果表明：不同温度梯度冻结深部黏土加、卸荷过程中偏应力增长速率与均匀温度下的试验结果基本相同,均可用变换的Duncan- Chang双曲线模型进行拟合,但温度梯度对冻结深部黏土偏应力增长速率衰减影响程度远大于温度;温度梯度减弱冻结黏土偏应力增长速率,同时抑制其衰减程度,这种弱化效应在加、卸荷初期最为显著;相同轴向变形对应的偏应力随温度梯度增长而衰减的规律可以通过衰减因子A加以描述,A与温度梯度的之间的关系符合广义双曲线模型;卸荷过程明显增加了加、卸荷初期冻结黏土偏应力增长速率的衰减,且随温度梯度增长,卸荷过程对冻结深部黏土偏应力衰减幅度和衰减速率影响均大于加荷过程;不考虑冻结壁(冻土墙)冻土温度的非均匀性以及卸荷路径的影响将高估冻土强度。     

高温下轴心受压高强Q690钢柱的局部稳定

现行《建筑钢结构防火技术规范》(GB 51249-2017)未给出火灾下钢结构的局部稳定设计方法,为了获得轴心受压焊接H形高强Q690钢柱高温下的局部稳定性能,考虑钢材高温下力学性能退化、截面高温下焊接残余应力降低及初始几何缺陷,采用ABAQUS软件建立经试验验证的高温局部稳定分析有限元模型,得到焊接H形高强Q690钢...     

煤矿巷道内水闸墙温湿度应力场模拟与分析

环境温湿度的变化及其产生的影响在大体积混凝土结构中是不容忽视的。分析温度场、温度应力场、湿度应力场尤其是结构的整体应力场是工程中非常关注的问题。为此,以某大体积混凝土水闸墙现场监测为基础,仅考虑环境温湿度的影响,用ANSYS依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场。将模拟的总应力与现场检测结果对比,并对模拟结果进行分析和总结,得出一些有价值的结论。通过对应力场的数值模拟,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

某体育场环形超长结构温度应力分析

温度应力是钢筋混凝土超长结构设计需要解决的主要问题.不同于常规矩形超长结构,环形超长结构的温度应力分布受到曲率半径的影响,温度应力的分布更为复杂.应用有限元计算软件ANSYS对某体育场环形超长结构温度应力进行分析,探讨了环形超长结构温度应力的特点,验证了施加预应力以及采取合理施工方法等可以有效抑制温度裂缝的发展.