考虑桩基约束的双向超长地下室结构温度效应有限元分析

发布时间：2020-10-31 02:24

　　 民用建筑中的超长混凝土结构受到混凝土温度应力的制约,必然会导致地下室结构产生变形及裂缝影响建筑物的正常使用。本项目以湖州PPP综合类项目为依托进行有限元分析,考虑温度荷载、覆土荷载、重力荷载以及桩基对于裂缝开展的约束作用,比现有仅考虑温度荷载的影响更符合实际状况。同时建立无桩基约束的地下室结构有限元模型进行对比分析两者的变形特点及内力分布差异。主要研究内容及成果如下:1、阐述了超长混凝土结构温度效应、裂缝控制、带约束体的超长结构温度效应缩徐变计算的研究现状。2、采用有限元软件ANSYS分别建立有无桩基约束超长地下室结构的有限元模型,分析在使用阶段顶板、侧墙和柱子的温度效应及其变形特点和内力分布,并对比分析有无桩基约束超长地下室结构两者的温度效应差异。3、应用ANSYS对比分析考虑桩基约束时覆土荷载对地下室结构顶板温度效应的影响及裂缝开展差异。分析结果表明,覆土荷载对顶板应力分布的影响较为明显,对裂缝开展区域影响不大,有覆土荷载的顶板仅在结构左下角出现了应力集中,无覆土荷载的顶板的应力分布关于中轴线对称,两者的裂缝位置均出现在结构左下角。4、应用ANSYS对比分析有无桩基约束时底板、侧墙的温度效应及裂缝分布,结果表明桩基约束对整个超长地下室结构的影响十分显著,两者的应力分布以及裂缝形式都有较大区别。带桩基约束的超长地下室混凝土结构,桩与底板结合部位(强约束区域)将结构“由大变小,由长变短”,各自产生温度效应,互不干扰。5、根据有限元分析结果,以“防、抗、放”为原则结合已有裂缝控制措施技术,针对本工程从设计、施工与材料三方面分别提出了裂缝控制措施。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU93
【部分图文】：

本文研究路线

次是两端固结梁体，梁体温度变形受到约束，不能自由产生产生温度应力，通过如下步骤计算梁体变形量：1）可以自由变形梁体变形量为 L TL。2）施加外力 P 将梁体产生的（1）中变形量压缩为零，如图仍为 L，由此计算得到应力为温度应力。胡克定律得，位移 L PLEF，则P LEFL，所以将原位的压应力（约束应力）为：ETLFTLEFLFLEFFP

其次是两端固结梁体，梁体温度变形受到约束，不能自由产生位移，因梁内产生温度应力，通过如下步骤计算梁体变形量：（1）可以自由变形梁体变形量为 L TL。（2）施加外力 P 将梁体产生的（1）中变形量压缩为零，如图 2.2 所示。梁长仍为 L，由此计算得到应力为温度应力。由胡克定律得，位移 L PLEF，则P LEFL，所以将自由变形缩回原位的压应力（约束应力）为：ETLFTLEFLFLEFFP （2-1）
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本文编号：2863323