李艺云[1]2001年在《钢筋混凝土高层建筑结构温度变形及温度内力研究》文中指出随着高层建筑的不断发展，也给结构上带来了许多新的问题，温度效应问题便是其中之一。 本文从混凝土的热物理特性和热传导的基本概念出发，讨论了混凝土结构中的温度分布规律，分析了高层建筑结构中温度变形和温度内力产生的原因，并介绍了高层建筑结构中温度变形和温度内力计算的实用方法，包括连续化法，迭代法及有限单元法。 本文以一五十层的外框内筒结构为基本模型，用有限单元法分析了高层建筑结构受温度影响的变形和内力分布规律。其中共考虑了四种温度情况对高层建筑结构的影响，分析了改变柱截面、改变梁截面及设刚性加强层时的结构变形和内力的变化情况。 最后，本文根据分析的结果，提出了减小高层建筑结构受温度效应影响的措施以及考虑温度效应的设计准则，供设计中参考。
赵娟[2]2002年在《超长高层建筑结构温度问题研究》文中提出一些高层建筑由于功能上的需要，一般要求不设或少设伸缩缝，致使高层钢筋混凝土结构长100m以上者日见增多。对超长结构的温度变形与温度应力若在结构设计中处理不当，将使结构产生裂损，严重者将影响结构的正常使用。由于高层建筑体形复杂，计算高层钢筋混凝土结构温度应力存在着很大困难，这就使得研究和设计人员采取简化的计算方法，得出的结论粗糙。我国的高层建筑结构设计中甚至不考虑温度作用，只做构造处理。因此，温度问题是超长高层建筑结构设计中的重要研究课题之一，本论文研究正是在此背景下开展，主要完成以下几项工作： 1 超长高层建筑结构温度问题有限元建模研究 将有限元方法应用于超长高层建筑结构温度应力计算，对超长高层建筑结构进行整体温度应力分析，克服简化手算方法误差较大、构件局部计算缺乏结构整体性等不足。选取超长高层建筑整体结构为研究对象，采用国际通用的大型结构分析程序Super SAP93对超长高层建筑结构进行有限元离散，结构的梁和柱采用空间梁单元模型，楼板和剪力墙及简体采用空间板单元模型，建立实用的超长高层建筑结构整体结构分析模型。 2 结构温度作用分析 完善温度作用和温差取值的计算原则，给出计算温差ΔT的表达式，建立超长高层建筑结构在温度作用下的方程，提出相应的求解策略。 3 超长高层建筑结构温度效应的计算与分析 通过计算给定温度对超长高层建筑结构的影响，探讨超长高层建筑结构在温度作用下的不利工况，给出超长高层建筑结构由于温度变化造成结构梁柱、楼板、剪力墙以及筒体内力变化的范围，便于超长高层建筑结构的设计。 本文以郑州第二长途电信枢纽工程为研究对象，理论与实际相结合，研究结果可直接用于实际工程之中。
洲辉辉[3]2008年在《钢框架—钢筋混凝土筒体结构温度效应研究》文中指出温度作用一直是高层建筑无法回避的问题,由于高层钢框架-混凝土核心筒结构其竖向由钢与混凝土两种不同建筑材料组成,而钢与混凝土两种材料在物理、力学性能上存在差异,在温度作用下两者会产生不同的变形反应,相应会产生附加内力,这种累积的变形差可能会影响结构的安全性和适用性。然而要准确计算高层建筑结构温度应力存在着困难,当前研究和设计人员常采用简化的计算方法,但这些简化方法经常缺乏整体的考虑,同时得出的结果很粗糙。在我国高层建筑结构设计中甚至不考虑温度作用,只作些构造处理。本论文基于以上背景,从热物理和热传导的基本理论出发,讨论了温度分布规律、温度荷载的计算方法,考察了高层建筑结构中温度变形和温度内力计算的实用方法,给出了建筑生命期内不同时期的可能温度工况。然后以大连世界贸易大厦为基本模型,利用有限元程序SAP2000对其进行温度效应分析,通过计算给定温度工况对上述模型的影响,从中探讨和确定高层混合结构在温度作用下的不利工况,给出了高层混合结构由于温度变化造成结构梁柱、楼板、剪力墙内力的变化范围,分析结构中不同构件的变形与内力规律。对于个别工况,探讨了改变柱截面、梁截面及设刚性加强层时变形和内力变化情况。最后针对以上的分析成果,对可能出现的问题提出了探讨性建议。
侯晓英[4]2002年在《超长高层钢管混凝土结构温度作用分析》文中认为目前超长高层建筑日见增多，由于功能以及使用上的需要，要求不设或少设伸缩缝，结构设计规范对现浇框架结构不设伸缩缝的最大间距的规定常常被突破，这就需要考虑温度对结构的影响。目前，国内外对结构温度问题已经开展了一系列研究，主要有两种处理方法，一是构造上处理，另一是通过计算解决。本文主要考虑采用后者，同时结合实际工程中采用钢管混凝土柱的特点进行分析研究。 本文对偏压钢管混凝土柱在各种规程下的偏压承载力计算，进行对比分析，以便工程设计人员在设计时参考。同时，本文采用有限元分析方法，研究超长结构在多种温度工况作用下的温度效应，并分析了几种对比模型，得出了一些新的研究成果，同时也发现了需要进一步研究的问题。 二 对钢管混凝土柱偏心受压承载力的计算方法的分析研究 钢管混凝土柱是解决高层建筑中“胖柱”问题的关键，但有关钢管混凝土高层建筑工作特性问题，目前国内外的研究并不多。我国钢管混凝土柱的承载力的计算规程主要有叁本，本文依据我国现行的叁本规程计算钢管混凝土柱的偏压承载力，对计算结果进行了比较分析，同时，对计算方法进行了简要分析。计算结果表明：对于短柱，按叁本规程计算的承载力结果较为离散，最大相差37.7％；对于中等及较大长细比柱，叁本规程下的计算结果较为接近，但随偏心距的减小，叁者的计算结果相差增大；我国目前的叁本规程所给出的计算理论和计算结果都有很大差别。这些差别会造成实用上的困难。 叁 温度对于超长高层结构影响的整体分析 运用有限元方法计算超长高层建筑结构的温度应力，对超长高层建筑结构进行整体温度效应分析，发挥了有限元方法计算能力强、精度高、适用范围广的特点，克服了简化手算方法误差较大、构件局部计算缺乏结构整体性等不足。本文以超长高层建筑整体结构为研究对象，采用国际通用的大型结构分析程序Super SAP93对超长高层建筑结构进行有限元离散，结构的梁和柱采用空间梁单元模型，楼板和剪力墙以及筒体结构采用空间板单元模型，建立实用的超长高层建筑结构整体结构分析模型。结合郑州某工程实 郑州大学硕士学位论文摘要 际情况，完善了温度作用和温差取值的计算原则，分阶段分类型地对各种可能出现的温 度作用进行了计算，总结出一套计算结构水平温差的表达式，为今后工程设计人员考虑 温度作用提供了计算方法。 四 实际工程结构在温度作用下的分析研究、本文以郑州第二长途电信枢纽工程为计算实例，采用通用有限元程序h盯hp93 计算了该超长高层建筑整体结构在各种温度工况下的温度效应，探讨其不利工况。通过 对比模型分析，探讨了钢管混凝土柱对结构温度内力的影响，及楼板厚度对结构温度内 力产影响，并分析了结构竖向高度的改变对结构温度内力的影响。结果表明，使用钢管 混凝土柱使柱内力增大，使板应力顶部几层明显降低，梁内力稍稍增大；增大底层楼板 厚度，可使底层楼板应力减小，但梁柱内力稍稍增大。给出了超长高层建筑结构在各种 温度作用下温度变形、温度内力（应力）的数值范围、分布状况及在对比模型中各构件 中温度内力、变形的变化情况，从中找出减小结构温度内力的方法。并分祈了不同竖向 高度的结构温度内力特点及钢管混凝土结构应用高层建筑结构度影响，计算了最不利工 况下，温度作用产生的柱端弯矩对钢管混凝土柱承载力的影响。这些研究成果对超长高 层建筑结构具有一定的实际意义，可供超长高层建筑结构设计参考。 五 结论 通过对所设计的七种温度工况进行计算和分析，找出了该建筑在温度作用下的最不 利工况一工况4，并得出以下结论： l、温度变形 不论建筑上作用何种温度工况，温度变形总是遵循建筑底部变形较小，随着向建筑 上部发展变形逐步增大，并在顶部达到位移极值的这一普遍规律。 2．温度内力或应力 柱子是框架部分的竖向承力构件，由于建筑上部不受外界约束，沿着建筑的高度方 向柱子可以自由的热胀冷缩，因此在温度作用下柱于的轴力较小，这一点与梁有本质差 别。柱子的温度内力主要体现在底部两层弯矩方面，因为柱子对梁的水平轴向伸缩起着 约束作用，故当梁的温度变形受到柱子的制约时，梁端和柱端都会产生弯矩。 温度作用下梁内的温度内力包括轴向力（压力或拉力）以及绕截面强轴的弯矩。由 各种温度工况引起的梁水平轴力均是在建筑底层出现最大值，且最大值位置一般发生在 t 郑州大学硕士学位?
来春景[5]2006年在《超长混凝土建筑结构温度响应的研究》文中认为近年来,大柱网、大板跨的混凝土结构得到了广泛应用,由于建筑和结构整体性方面的要求,在结构形式上多数采用了无缝体系。对于超长混凝土无缝建筑结构而言,温度作用对结构的影响是结构设计必须考虑的重要因素。其计算难点是建筑结构在环境温度作用下的温度场的建立与对应的温度应力和温度变形的计算。另外,对于结构温度响应的现场监测方面的内容还不是很丰富。因此,研究和现场监测超长混凝土建筑结构整体温度响应问题显得尤为重要。本文在已有研究成果的基础上,借鉴部分学者的研究方法,采用理论分析和现场监测的方法,以兰州移动通信枢纽工程主体结构为例,对超长混凝土建筑结构的温度场理论的建立、温度应力的计算方法及无粘结预应力抵抗温度作用的效应进行了研究。 首先,根据热传导的基本原理,建立温度场的傅立叶导热微分方程。根据本文研究和现场监测的实际情况,综合分析环境气温变化和太阳辐射的影响,建立了混凝土构件内部温度场的计算模型。并根据相关解法求出了构件内部温度场的解析解。利用有限元软件ANSYS,考虑对流和热传导两种热传递的方式,对混凝土构件内部温度场分布情况进行有限元热分析,从构件截面温度分布云图上分析构件内部温度场的分布规律。 其次,本文在现有规范要求的基础上,确定了超长建筑结构在环境温度作用下设计温差的取值,并且在此基础上,分别利用平面简化计算方法和空间有限元方法,对结构在温度作用下的响应进行了分析计算。通过对结构的变形和内力进行分析,得出了一些结论,认为,在超长混凝土建筑结构的设计中,应按照工况1和工况4的温度取值对结构的变形和内力进行验算,控制温度裂缝的产生。 第叁,利用无粘结预应力技术来解决温度问题。通过对结构在施加预应力前后的效果对比,从结构变形和结构内力方面分析该措施的有效性。并且,根据现场试验监测到的结果论证了理论分析的结果。 最后,根据理论分析和工程试验研究的结果,提出了一些对工程设计有意义的结论和建议,同时,也为进一步研究结构在温度作用下的特性打下了良好的基础。
郭金根[6]2007年在《南昌洪洲宝塔竖向温度变形及重力二阶效应分析》文中进行了进一步梳理为了弘扬南昌市的历史文化，提升南昌的投资环境和旅游环境，在南昌市建造洪洲宝塔。南昌洪洲宝塔是钢筋混凝土佛塔，但其结构形式与普通钢筋混凝土结构形式有很大差别，主要表现在结构由下往上逐层缩进，外筒结构上、下错位，基座平面尺寸大，高度较高，给结构设计带来一定的难度。如何考虑结构由太阳辐射导致的竖向温度效应及由此带来的重力二阶效应(即重力P-△效应)的影响是在这类结构形式设计中的一个比较复杂的问题，也是同类结构设计中的重要研究课题之一。本论文正是在此背景下开展的，经过总结前人有关结构在太阳辐射作用下温度荷载的计算方法和理论研究成果，确定了本文温度荷载的计算方法，得出了宝塔结构在两种不同太阳辐射方向下向阳面和背阴面的温度差；然后通过对实际结构的合理简化，采用ansys有限元程序对结构在太阳辐射下的竖向温度效应进行分析，得出结构在太阳辐射作用下的整体变形规律及结构主要构件—外筒墙、外筒墙间的连梁及转换节点处板的内力沿层高的变化规律及在同一层不同位置的变化规律；其次，本文还分析了结构在自重单独作用下各主要构件的内力沿层高方向及在同一层的变化规律；最后将太阳辐射作用下结构的侧向变形加在结构上来考虑由此导致的P-△效应，分析结构考虑此P-△效应后的整体变形及各主要结构构件的内力规律，并将其结果与重力荷载单独作用下的结果及在太阳辐射下的结果进行对比，得出了应如何考虑太阳辐射下的竖向温度效应及重力二阶效应的一些结论，对宝塔及同类实际结构的结构设计中如何考虑竖向温度效应及重力二阶效应有一定的指导意义。
英明鉴[7]2015年在《典型超高层混凝土框架—核心筒结构的抗火性能研究》文中研究说明近年来高层建筑发展迅速,研究其防灾减灾问题具有重要的科学意义和工程价值。火灾是超高层结构安全的主要威胁之一,本文以钢筋混凝土(RC)框架-核心筒结构作为主要研究对象,研究了其整体结构层次的抗火问题以及极端火灾下结构的抗倒塌性能,并基于本文提出的分析方法,对实际工程结构进行了抗火分析,为今后超高层建筑的抗火设计提供参考。本文的主要工作如下:1、提出并介绍了可以用于超高层整体结构抗火分析的方法和流程,并对使用的数值模型进行了验证和讨论。2、分析了材料热应变对火灾下RC梁、柱构件力学性能的影响。通过分析发现热应变对叁面受火RC梁构件的影响最小,对叁面受火RC柱和四面受火RC柱的影响都比较大。混凝土的热徐变对各种构件变形的影响都较小,简化计算时可以将其忽略。除钢筋的热膨胀应变外,梁构件的其他热应变在简化计算时可以忽略。3、分析了典型的超高层混凝土框架-核心筒结构在常规火灾作用下的整体结构抗火性能。分析结果表明在常规的火场条件下,超高层混凝土结构自身具有良好的抗火性能,可满足承载力的要求。然而对于楼板构件和结构的上部构件,受火后会发生较大的变形而影响火灾后的正常使用,建议采取额外的防火保护措施。4、分析了典型的超高层混凝土框架-核心筒结构在超常规火灾作用下的整体抗倒塌性能。在极端火灾作用下,结构处于火灾区域中的框架结构会发生连续倒塌,但是由于整体结构冗余度较大能够有效发挥替代传力路径的作用,使得其他部位不会继续发生连续倒塌。超高层框架-核心筒结构中框架部分的倒塌是由于楼盖系统热膨胀产生外推力而引发与其相连的外围柱的受弯破坏而引起的。5、分析了实际工程的整体结构抗火性能。通过分析可知在受火过程中巨型构件截面内部的大部分区域没有显着的温度上升,因而具有良好的抗火性能;同时由于其抗侧刚度较大,所以巨型构件不会因为周围楼板系统的热膨胀而发生受弯破坏。次框架以及楼板等结构的次要构件需要进行相应的防火保护,否则在火灾下将因为发生较大变形而失效。
武可娟[8]2006年在《超长框架结构温度效应研究》文中研究说明随着大柱网、大空间结构形式的各种公共建筑和工业厂房的不断涌现，超长钢筋混凝土现浇框架结构也得到了日益广泛的应用。一些超长框架结构的建筑由于功能上的需要，一般要求不设或少设伸缩缝，致使钢筋混凝土结构长100米以上者日见增多。对超长结构的温度变形与温度应力若在结构设计中处理不当，将使结构产生裂损，严重者将影响结构的正常使用。由于超长框架结构体形复杂，这就使得研究和设计人员采取简化的计算方法，得出的结论粗糙。个别设计中甚至不考虑温度作用，只做构造处理。因此，温度问题是超长建筑结构设计中的重要研究课题之一。 本文将在现有研究成果的基础上，对超长框架结构温度应力问题进行探讨，研究成果为进行超长框架结构温度问题的合理设计提供基础。本文将主要进行了下述几个方面的研究工作： 1．超长框架结构温度应力计算有限元的研究 将有限元方法应用于超长框架结构温度应力计算，对超长框架结构结构进行整体温度应力分析。克服简化手算方法误差较大、构件局部计算缺乏结构整体性等不足。选取超长框架结构整体结构为研究对象，采用国际通用的大型结构分析程序Super SAP93对超长框架结构进行有限元离散，结构的梁和柱采用空间梁单元模型，楼板采用空间板单元模型，建立符合钢筋混凝土框架结构实际结构特点的结构有限元分析模型，供超长钢筋混式凝土架结构温度应力问题分析使用。 2．探讨了钢筋混凝土结构的混凝土材性参数取值方法。 3．完善温度作用和温差取值的计算原则，给出计算水平温差△T的表达建立超长钢筋混凝土框架结构在温度作用下的方程，提出相应的求解策略。 4．通过计算给定温度对超长钢筋混凝土框架结构的影响，探讨超长建筑结构在温度作用下的不利工况，给出超长框架结构结构由于温度变化造成结构的梁、柱和楼板等应力和内力变化，解决以往研究注重理论而成果不便直接应用于设计的问题。
冯秀苓[9]2005年在《钢筋混凝土框架结构温度应力及其工程对策》文中研究说明随着钢筋混凝土材料的广泛使用,高层建筑和超长建筑越来越多,由于功能上的需要,一般要求不设和少设伸缩缝,给结构带来了许多新的问题,温度效应问题就是其中之一。 本文讨论了钢筋混凝土框架结构的温度荷载类型和温度分布规律,分析了钢筋混凝土框架结构温度变形和温度应力产生的原因。介绍了有限单元法的基本理论,建立钢筋混凝土框架结构温度应力的计算模型。 用ANSYS大型有限元分析软件分析多层钢筋混凝土框架结构在使用期间和施工期间温度变化、高度变化、长度变化、楼板厚度变化、梁柱线刚度变化引起的温度变形和应力。温度变形总是遵循建筑底部变形较小,随着向建筑上部发展变形逐步增大,并在顶部达到位移极值的普遍规律。温度应力总是在建筑物底层和顶部几层的应力较大,而建筑中部楼层的温度应力较小。 最后,根据分析结果,从设计方面、施工方面和材料选择方面提出减小钢筋混凝土框架结构温度变形和温度应力的具体措施,以供设计和施工参考。
赵天兵[10]2003年在《超长结构温度应力分析》文中研究表明(1)研究目的 近年来我国已建造一些平面尺寸超长建筑物，由于功能上的限制，一般要求不设或少设温度伸缩缝。超长建筑的温度变形和温度应力如果处理不当，将使结构产生裂损，严重影响正常使用。我国混凝土结构设计规范不考虑温度作用，只做构造处理。因此，温度问题是超长结构设计中的重要研究课题之一。分析其内力分布特点，为工程设计处理提供依据，供其他实际工程设计参考是本文的研究目的。 本文研究正是在这一背景下展开。 (2)研究方法 本文结合郑州地区的工程实际情况，分析建筑结构各个阶段温度作用的特点，完善了温度作用和温差取值的计算原则，并选出了在工程设计中起控制作用的温差取值，方便设计采用。 根据实际情况建立超长建筑结构的有限元分析模型，采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的有限元计算程序，进行结构整体分析。 (3)研究结果 通过计算得到了超长结构构件在各种结构类型下的内力和变形结果，并进行了分析对比，发现削弱剪力墙的刚度是减小超长结构温度应力的有效措施。 (4)结论 一般情况下，结构的温度变形总是遵循建筑底部变形短小，随着向建筑上部发展变形逐步增大，并在顶部达到位移极值的普遍规律；建筑底部几层位移层间变化率较大，随着向高层发展其变化率逐渐变小。削弱剪力墙的刚度和增加楼板厚度都会加剧底层相对变形，一定程度上减小结构的整体变形。 梁水平轴力均在建筑底层出现最大值，削弱剪力墙的刚度和增加底层楼板厚度对减小超长结构的主要水平力梁内的轴力都有效；但引起梁的弯矩和其他构件内力有所增加。工程技术人员直接参考使用以上的研究成果。 解决超长结构的温度应力问题需要综合设计、施工和其他各专业的有利因素才能受到满意的效果。如何考虑混凝土的弹塑性性质和应力松弛对结构温度应力的影响还需进一步研究。
参考文献：
[1]. 钢筋混凝土高层建筑结构温度变形及温度内力研究[D]. 李艺云. 昆明理工大学. 2001
[2]. 超长高层建筑结构温度问题研究[D]. 赵娟. 郑州大学. 2002
[3]. 钢框架—钢筋混凝土筒体结构温度效应研究[D]. 洲辉辉. 湖南大学. 2008
[4]. 超长高层钢管混凝土结构温度作用分析[D]. 侯晓英. 郑州大学. 2002
[5]. 超长混凝土建筑结构温度响应的研究[D]. 来春景. 兰州理工大学. 2006
[6]. 南昌洪洲宝塔竖向温度变形及重力二阶效应分析[D]. 郭金根. 南昌大学. 2007
[7]. 典型超高层混凝土框架—核心筒结构的抗火性能研究[D]. 英明鉴. 清华大学. 2015
[8]. 超长框架结构温度效应研究[D]. 武可娟. 山东科技大学. 2006
[9]. 钢筋混凝土框架结构温度应力及其工程对策[D]. 冯秀苓. 中国农业大学. 2005
[10]. 超长结构温度应力分析[D]. 赵天兵. 郑州大学. 2003
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