超高层钢骨砼结构收缩徐变及施工找平方式的影响研究

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钢骨混凝土结构与钢管混凝土结构作为组合结构的典型代表,自其诞生之日起,就以其优越的特性而得到超高层结构设计师的青睐。我国自从上个世纪五十年代从苏联引进钢骨混凝土结构到目前已有六十年,而这种结构体系真正广泛的在国内运用还是最近二三十年。另外,国内对该种结构体系的研究起始于上个世纪八十年代,由于历时比较短,有些方面的研究并不充分。本文基于前人的研究成果,对钢骨混凝土结构的研究做进一步的完善,其目的是为了满足国内建设行业的发展在理论上的跟进。在钢骨混凝土结构中,包裹钢骨的混凝土在收缩徐变的过程中会将混凝土中的应力传递给钢骨,使得钢骨应力增加、混凝土应力减少,进而的会影响到混凝土的徐变,再影响到混凝土与钢骨之间的相互作用,这种钢骨与混凝土之间的相互耦合作用使得钢骨应力与混凝土应力与设计不符。本文利用收缩徐变理论,并考虑了施工过程及混凝土弹性模量随时间变化等因素,得出各时间点各部分的实际应力大小的理论推导通式。并用matlab将其编程程序,利用该程序可以得出施工过程到结构竣工后若干年,柱任意截面的混凝土与型钢的实际应力及各部分的轴力百分比等。本文利用该程序还对比了高度、配筋率对柱中混凝土与型钢应力分配的影响。不同的施工找平方式对结构的竖向变形及竖向变形差以及水平构件的内力都有一定的影响,而且传统的找平方式并不能使得结构的实际层高与设计层高一致。本课题利用SAP2000对一600m的超高层钢骨混凝土结构进行三种施工找平方式分析,对比三者之间关系,并给出其影响的规律。然后基于逐层施工找平过程,进行理论推导,得出各层的预留长度通式,计算出各层的预留长度,使得到计算期时,结构的实际标高与设计标高相符。在结构分析(特别是抗震分析)当中,设计师往往为了减少计算时间,仅考虑楼板平面内特性对结构的影响。但是在实际结构当中,楼板对梁的上翼缘有加强作用,所以在有无楼板情况下结构的竖向变形是不同的。本课题利用SAP2000在考虑施工过程的情况下,对一300m的超高层钢骨混凝土结构进行不考虑楼板平面外刚度、考虑楼板平面外刚度及梁刚度放大分析,对比其计算结果,给出楼板对结构竖向变形及水平构件内力的影响大小。
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