混凝土收缩徐变影响的施工期框-剪结构分析

在施工期间,框架-剪力墙结构中框架柱及剪力墙所承受的荷载及各自轴压比的不同,造成了构件之间存在竖向变形差异,进而会对框架-剪力墙结构中梁柱内力产生重要的影响。而混凝土收缩和徐变的存在,又加剧了这一影响。以某框架-剪力墙结构高层建筑为分析对象,采用有限元法分析了施工过程及收缩徐变对框架-剪力墙结构竖向变形及内力的影响,并在此基础上对结构分析及设计提出了一些有用的建议。     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。     

混合结构体系施工期间竖向变形计算

研究了钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系在施工期间的竖向变形问题.在分析中考虑了核心筒超前钢框架若干层施工以及施工找平补偿,并考虑了混凝土的徐变收缩影响.计算采用有限元程序MIDAS/Gen,根据施工顺序建立分析模型并施加荷载,将每一个施工阶段求解的结果累加,得出最终施工完成的计算结果.结果表明,施工完毕时核心筒混凝土的收缩徐变占到该层总变形值的38%～43%;由于混凝土的徐变收缩,外钢框架与核心筒竖向变形差异值仅为只考虑弹性变形差异值的21%;徐变收缩增加了外框架柱的轴力,对于连接外钢框架与核心筒的框架梁,徐变收缩还减小了连接核心筒一端的支座负弯矩,而对于连接外钢框架柱一端弯矩则是增加.     

考虑徐变影响的施工期时变结构受力分析

施工过程和混凝土徐变对高层建筑结构具有重要影响。本文提出采用龄期调整的有效模量法(AMME)考虑施工期混凝土徐变的影响,并利用超级有限元理论进行施工过程的模拟,并以某巨型框架作为算例进行了分析。结果表明施工过程和混凝土徐变对结构的内力和竖向变形具有重要影响,计算方法切实可行,结论可供设计施工参考。     

考虑徐变影响的施工期时变结构受力分析

施工过程和混凝土徐变对高层建筑结构具有重要影响。本文提出采用龄期调整的有效模量法（AMME）考虑施工期混凝土徐变的影响，并利用超级有限元理论进行施工过程的模拟，并以某巨型框架作为算例进行了分析。结果表明施工过程和混凝土徐变对结构的内力和竖向变形具有重要影响，计算方法切实可行，结论可供设计施工参考。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土收缩徐变分析

使用MATLAB自带的非线性拟合函数LSQCURVEFIT基于CEB-FIP模型拟合出徐变曲线,然后通过ABAQUS有限元分析软件二次设计了收缩徐变计算程序.通过ABAQUS软件进行配筋柱受收缩徐变引起的内力重分布的分析,并与文献结果进行对比,验证了计算结果及程序的有效性,并对配筋柱进行了不同参数的分析.计算了单层单跨结构在徐变收缩影响下的内力重分布,考虑了梁柱因先后施工导致的加载龄期不同对结构内力重分布的影响.分析结果表明,配筋柱的内力重分布对环境湿度及配筋率较为敏感,单层单跨框架梁端内力重分布受收缩徐变影响较小.     

高层及超高层钢筋混凝土结构的徐变影响分析

在长期重力载荷作用下,高层及超高层钢筋混凝土建筑结构竖向构件压应力水平差异较大,而不均衡分布时,混凝土的徐变效应可能导致建筑产生较大的侧移倾斜变形,影响建筑的长期使用,甚至导致结构安全隐患.采用简单合理的徐变分析模式和能量原理,针对竖向构件压应力水平差异较大而不均衡分布的典型单跨单层框架结构,通过计算分析,揭示混凝土徐变效应引起此类结构侧移倾斜的根本原因.通过简化高层框架结构算例,提出调整竖向构件配筋率、截面面积和混凝土强度等级等有效减小侧移倾斜的措施.     

钢管混凝土拱桥收缩徐变的有限元分析

采用大型通用有限元软件ANSYS计算钢管混凝土拱桥拱肋混凝土的收缩徐变量值,将计入混凝土收缩徐变前后的拱桥内力与应力值进行比较,分析混凝土收缩徐变对结构变形的影响,得出了钢管混凝土拱桥收缩徐变的规律:混凝土的收缩徐变使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变,引起钢管应力增加,混凝土应力减小.     

干缩和徐变对格栅钢架初期支护安全性的影响

隧道支护结构可靠性评价的位移方法中,测量得到的支护变形除因荷载引起外,还与支护材料的收缩和徐变有关。采用GL2000模型的修正形式计算支护的收缩和徐变,推导了支护轴向伸缩变形和曲率改变的计算公式,以及通过测量位移并考虑干缩和徐变时计算支护内力的公式。对兰新二线乌鞘岭隧道及北京地铁四号线黄庄车站两个隧道进行了工程实例分析,探讨了格栅钢架喷射混凝土的收缩和徐变变形对隧道安全性的影响。结果表明:考虑干缩后,计算得到的可靠指标均有所增大,但可靠指标的提高幅度不大;考虑徐变后,计算得到的可靠指标均有不同程度的增大。说明干缩对可靠指标的影响较小,在工程计算中可不考虑;徐变使可靠指标有明显提高,工程计算中一般应考虑。     

高层钢管混凝土结构施工全过程数值模拟

基于CEB-FIP MC90的混凝土时变模型,建立了按主从节点约束考虑钢管与混凝土共同工作的钢管混凝土时变分析模型,提出了高层钢管混凝土结构施工全过程的数值模拟方法。对某高层钢管混凝土结构进行了数值计算,计算中考虑了混凝土的收缩徐变效应和施工工序影响,与施工过程的监测结果做了对比分析。研究表明,施工过程和收缩徐变对高层钢管混凝土结构影响很大,实际结构在设计和施工中必须予以考虑。     

对竖向非规则框架设计的思考

结合工程设计实践,分析单榀钢筋混凝土竖向非规则框架的受力机理：传力路线长,受力构件多;刚度变化：水平刚度沿着高度方向有突变,应力集中现象严重;变形特点：各柱的竖向变形差异较大,必须考虑对结构整体内力的计算影响;抗震设防要求：采用强柱弱梁设计,形成延性结构。通过与规则框架的比较,提出竖向非规则框架属于抗震不利的结构形式,实际问题的处理应从结构布置、内力与配筋计算、构造措施等方面加以综合考虑。     

端部带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构抗震性能试验研究

“柱铰”是造成结构垮塌的主要因素。采取必要的结构构造措施在不增大结构刚度的基础上避免“柱铰”的形成是一个亟待思考与解决的课题。为提高钢管混凝土组合框架结构在地震荷载作用下的抗震性能,提出了一种柱端带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构体系。通过对普通及端部带拉筋方钢管混凝土组合平面框架结构进行水平低周反复荷载试验,研究了柱端拉筋与梁柱抗弯承载力比对组合框架结构滞回性能、变形能力和破坏模式的影响。研究结果表明：两类组合框架结构均具有较好的抗震性能和耗能能力;试件的破坏模式主要有钢管局部屈曲、混凝土板开裂和钢管撕裂等;端部带拉筋方钢管混凝土组合框架结构的承载力与耗能能力优于普通方钢管混凝土组合框架结构;柱端拉筋能延缓结构塑性铰的出现,提高结构抗震耗能性。研究成果可为钢-混组合结构体系在抗震设防高烈度地区和城市人口密集区域的推广应用提供参考。     

日照对钢框架-筒体体系施工阶段的影响分析

研究了钢框架-钢筋混凝土筒体体系（S＋RC）施工阶段在日照作用下,核芯筒和外框架的侧向与竖向变形问题.在分析S＋RC结构施工特点和日照辐射作用的基础上,设计出日照温差计算工况,给出了4种日照温差作用温度计算工况参数.以大连世界贸易大厦结构为例建立了分段施工的计算模型,并利用有限元程序SAP2000,对模型在2种施工方案下的不同施工阶段的日照作用进行了分析,得出核芯筒和外框架在各施工段侧向跟竖向的最大变形曲线.分析结果表明,不同施工阶段筒体顶部侧向变形值在6～30 mm之间,竖向最大变形近7 mm;外钢框架侧向和竖向变形分别在2～20 mm与4～27 mm之间,由此可见日照对S＋RC结构体系施工阶段的影响不容忽视.     

小高层密肋壁板结构复合墙体抗弯性能试验研究

通过两榀1/2比例两层两跨密肋复合墙体模型在竖向荷载、水平荷载及附加弯矩共同作用下的单调加载试验,模拟12层小高层结构中底层墙体的受力性能,着重从墙体的破坏过程、破坏模式、承载力、变形性能、钢筋应变分布以及抗弯刚度退化等方面进行较深入地研究分析.结果表明,底层墙体在压、弯、剪复合受力状态下,其破坏模式主要为弯曲型破坏,其延性及变形性能不及剪切型破坏墙体.为保证墙体具有较好的延性及变形能力,在设计中应确保边框柱与复合墙板之间的合理匹配.     

斜入射地震作用下地铁车站结构抗震性能分析

为了分析斜入射地震作用下地铁车站结构的抗震性能,以苏州地铁一号线星海广场车站双层地下结构为分析对象,建立了地震反应三维实体有限元模拟模型,模拟了斜入射地震作用下地下结构与围岩土体系统的三维地震反应,系统分析了大型地下结构地震反应的空间效应与永久变形规律. 结果表明:土体在地震作用下产生了不可恢复的塑性变形,主要为地表沉降,并显著受地震动入射角度的影响. 大型地下结构地震反应的空间效应显著,纵向地震反应表现为中柱较边柱强烈,永久变形大;横向地震反应表现为内侧柱较外侧柱强烈,永久变形大. 中柱是地下结构抗震最薄弱的部位,结构设计时建议中柱采用铰接,只承担竖向荷载,不承担水平剪力,将有利于提高地下结构的整体抗震性能.     

足尺宋式摇摆木构架恢复性拟静力试验研究

摇摆木构架是中国传统木结构的主要承载体系。对足尺单跨木构架模型施加3级竖向荷载进行拟静力试验,观察试验时木构架的位移和变形特点,得到木构架在低周水平循环加载下的滞回曲线和骨架曲线,探究其在不同竖向荷载和低周水平循环加载下的结构特性。加载过程中,木柱刚体转动行为明显、柱架层变形集中,卸载阶段木构架能自主回到初始位置。试验结果表明：各级滞回环狭长且重叠,结构构件呈现出刚体运动的特征,结构整体具有一定位移恢复能力;残余位移介于0.28~2.53 mm间,两组位移恢复系数均大于87.1%,随控制位移的增加未出现显著降低,木构架的位移恢复能力良好;初始刚度在控制位移超过屈服位移后趋于稳定;柱架层变形是斗拱层变形的2.95~86.47倍,层间位移集中系数介于1.22~2.03间,且随控制位移的增加先增后降。     

自复位钢筋混凝土框架结构及其拟静力试验（特约稿）

自复位钢筋混凝土框架结构是一种新型可恢复功能结构。相比于普通混凝土框架，该结构在地震作用下结构损伤轻微残余变形小，在地震后不需修复或稍加修复即可重新投入使用。因此，该结构是一种适用于高烈度地震频发地区中低层框架的低成本新型防震结构。自复位混凝土框架结构体系使用无粘结预应力筋连接结构中的各个构件，在结构的节点位置形成可以互相分离的界面。在较大的地震作用下，构件间允许发生界面分离，表现为梁端节点张开与柱脚节点提离等现象，从而减轻了结构的损伤。震后在预应力的作用下，构件间的界面重新闭合，实现自复位。首先总结了已有自复位节点的研究成果，阐明了自复位结构的组成与关键构造。为了进一步研究自复位钢筋混凝土框架在地震作用下的变形模式与受力特征，进行了三向自复位框架结构的1∶2.5缩尺模型拟静力试验。本文给出了试验模型的基本信息，包括模型的设计参数，材料性能，具体构造等内容；给出了主要的静力试验结果，包括试验的主要现象与损伤特征、模型的变形模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化与残余变形等信息。试验结果表明：模型的变形能力强，在1/38顶层位移比（顶层位移/结构高度）下模型除少数细微裂缝外没有损伤，在更大的变形下模型损伤逐渐在梁端节点位置开展；在1/19顶层位移比下模型的承载力仍然没有出现下降；模型的残余变形很小，在模型加载的全过程中，其残余位移角都处在可以接受的范围内。     

非对称悬臂施工曲线连续刚构桥 不同施工阶段变形特性研究

曲线连续刚构桥的施工难度较大,施工过程中的受力和变形比直线桥更为复杂,所以以桐溪路景观桥为依托工程,利用有限元软件Midas/civil建立桥梁模型,研究其在不同施工阶段的变形差异情况,并与实测数据进行对比分析,以验证模型的正确性。结果表明,在桥梁对称施工过程中,箱梁竖向位移随悬臂长度的增加而增大,且边跨和中跨箱梁竖向变形不相同,边跨箱梁变形要大于中跨箱梁变形;非对称施工过程中,混凝土自重对桥梁结构变形的影响较大,会引起边跨中部附近箱梁上挠,最大上挠值达10 mm;成桥状态后,混凝土收缩徐变对桥梁结构线形影响较大,主要位于中跨跨中附近;曲线半径对桥梁结构变形有一定的影响,曲线连续刚构桥的竖向变形和横向变形随曲线半径的增大而减小。     

梁板抗弯刚度比对板弯矩的影响分析

采用有限元工程分析软件ANSYS对竖向荷载作用下,钢筋混凝土梁板体系中梁板的相互作用关系进行研究分析,通过调整梁与板的抗弯刚度比来分析梁的刚度对板的弯矩的影响.研究结果表明:当梁与板的抗弯刚度比α大于25时,梁的竖向变形相对于楼板可忽略,梁可近似看作楼板竖向无位移的支座,此时楼板支座负弯矩在梁跨中位置最大;随着α的减小,楼板支座负弯矩的分布规律也相应发生变化,当α<10时,楼板支座负弯矩在靠近柱支承处迅速增加.