高层超长混凝土结构楼板温差收缩应力有限元分析

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发布时间：2021-09-14

资料介绍

高层超长混凝土结构楼板温
差收缩应力有限元分析
虞秩正陈鹏
(1．江西省九江市城市规划市政设计院，江西九江332000；
2．江西省庐山规划建筑设计院，江西庐山332900)
[摘要] 主要利用大型通用有限元软件ANSYS对高层超长混凝土结构分别在年温差作用下和考虑施进度与模拟
后浇带的综合温差作用下对楼板收缩效应进行分析，通过对两种工况作用下板的第一主应力进行比较，得出
设计时可采用的年温差折减系数，以便于降低工程造价。
[关键词] 高层超长混凝土结构；有限元法；年温差；综合温差；温度折减系数
[中图分类号] TU375．2 [文献标志码] A [文章编号] 1001—523X(2010)12-0008—04
FINITE ELEM ENT ANALYSIS OF THE FLOOR SLAB TEM PE．
RATURE DIFFERENCE SHRINKINGSTRESS oF HIGH．RISE
AND SUPER．LoNG CoNCRETE STRUCTURE
Yu Zhi—zheng Chen Peng
[Abstract]
[Keywords]
In the thesis，high—rise and super-long structure with ANSYS using 3 D beam and shell element is analyzed．The
floor slab temperature difference shrinking efect acted by annual temperature difference，and the comprehensive
temperature under considering the late poured band and construction progress are emphasized in this paper．
Compared with major principal stress of floor slab in two kind of operating mode，the reduction factor of temperature
can be obtained，SO it can be applied to reduce the construction cost．
high．rise and super—long concrete structure；finite element method；annual temperature load；comprehensive
temperature load；temperature reduction factor
由于考虑到建筑上的美观和结构的整体性，高层超长建
筑往往不设或少设温度伸缩缝，致使通长不设缝的结构长度
远远超出了混凝土结构设计规范⋯ 规定的限值。然而对于
高层超长混凝土结构，混凝土综合温差— — 混凝土的干燥收
缩产生的等效温差和季节性温差两者之和所产生的温度应
力是此类结构必须考虑的重要因素，也是影响混凝土开裂的
主要原因，所以对高层超长混凝土结构楼板温差收缩效应的
研究就具有重要的意义。
1 计算模型
本文选取一典型高层超长框架结构，其建筑平面图如图
1所示，平面尺寸为l 17．6 m×50．4 m，每层层高4．2 m，共10
层，纵向布置15根柱子，横向为7根梓子，柱距均为8．4 m，
柱截面尺寸为800 mm×800 mm；l至10层楼盖均采用主次
收稿日期：2010-09-15
作者简介：虞秩正(1963一)，男，江西九江人，毕业于江西工学院，本
科，工程师，现从事工民建设计作。
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梁体系，纵横向主梁间距为8．4 m，截面均为300 mm ×
800 mm，在主梁的跨问布置井字次梁，次梁截面为250 mm×
500 mm。1至10层楼板厚均为120 mm，结构整体采用C30
混凝土浇筑而成，C30混凝土弹性模量为3×10 N／mm ，考
虑配筋率问题，所采用的BEAM188单元采用的弹性模量为
3．263 5×l0 N／m ，泊松比取为0．2，温度线膨胀系数为
1．0 X l0一／oC，使用大型通用有限元软件ANSYS计算结构
的年温差和综合温差作用效应。有限元模型见图2。
2 高层超长混凝土结构季节性温差和年温差计算
由于季节变化、太阳辐射等造成的结构温差可以分为两
类：一类是局部温差—— 外表构件自身内外表面的温差；另
一类是季节性温差—— 构件中面所经历的温差。局部温差
一般可通过施工覆盖措施予以降低，且影响较小。建筑从施
工到使用阶段，结构构件所经历的季节性温差影响较大，是
引起高层超长混凝土结构开裂的一个重要原因，需要予以分
析，季节性温差是指结构从混凝土浇筑到温度最低度点的温
差，但是很多T程设计时不能预先确定混凝土浇筑的时间，