钢-混凝土混合结构竖向差异变形研究-结构工程专业论文.docxVIP

摘 摘 要 钢一混凝土混合结构被广泛应用于高层、超高层结构中。但由于钢材、混凝土强度不同，刚 度不同，跃期作用效应不同，使这种混合结构具有不同于其它单一材料结构的特殊性。本文在已 有的混凝土收缩徐变理论的基础上，研究钢一混凝土混合结构在重力荷载作用下的长期性能。 本文提出了基于广义时间函数的有限元模型。将纷繁复杂的时间变化过程，归纳为时间持续、 时间变化这两种形态。通过区分主体与属性明确各层次时间函数相互之间的关系，通过能量的累 积、保持、释放与转移形成时间模型的机制，通过定义激活、活动、灭活、不活动等状态形成时 间模型的具体处理方法。时间模型将多种复杂、特殊结构的受力状态及计算要求。在时间概念上 统一，纳入到同一体系中。本文详细阐述了时间模型的系列概念，提出了可供实际操作的处理方 法，并编制出可供实际使用的软件。 从徐变的基本特性出发，本文归纳出构件徐变开展的比例特性。认为在构件这一特定的范围 内，当应力分布满足线性关系时，应力所产生的徐变变形也满足线性关系。利用这种比例特性， 本文提出了新的计算收缩徐变的梁、柱、墙有限元单元模型，并编入基于时间函数的有限元软件。 该单元模型只需记录有限点的应力徐变历程，在提高计算精度的同时有效地减小了计算数据量。 本文还提出了集成材料非线性梁柱单元刚度矩阵、荷载向量矩阵的新方法。该方法直接从位 移法基本概念出发，通过特定积分算予的组合，得到单元刚度矩阵和荷载向量矩阵。该方法避免 了高斯积分在开裂、塑性铰等刚度突变时的误差，并且具有广泛的普适性。本文利用该方法将进 行徐变计算，使本文方法形成较为完整的体系。 为研究结构的差异变形问题，本文首先定义了名义轴压力和轴压刚度比的概念。作为不受计 算模式影响的客观量．这两个参数使各种结构类型中多种差异变形问题得到统一，成为量化分析 差异变形的重要参数。水平粱的附加剪力是差异变形的直接结果，其分布形态和数值大小直接地 反映了差异变形特征。因此本文研究围绕梁附加剪力展开．使多种结构的差异变形问题具有横向 可比性。 本文首先分析了弹性结构施工平差的影响和混凝土结构徐变对差异变形的影响，这两种情况 反映了钢．混凝土混合结构的两个侧面。在此基础上，本文分析了钢．混凝土混合结构在重力荷载 作用F差异变形的特性，并分析了型钢混凝土及带伸臂加强层结构的特点，得出一些规律性认识。 本文还尝试着对竖向差异变形问题进行理论解析分析，推导了弹性结构一次加载和模拟施工 加载差异变形内力的解析公式。在此基础上推导了钢．混凝土混合结构考虑徐变影响的解析公式， 和模拟施工加载的基于时间的解析积分式。 本文分析了徐变变形内力在弹性计算基础上的增大因素，在数值和解析分析的基础上，提出 了在弹性计算基础上估算徐变变形内力的参数化公式，用于设计、施工中估算徐变内力的大小。 根据研究结果，对施工平差问题、钢．混凝土混合结构的徐变问题，本文提出了多种简化计算 方法，使研究结果能够实际应用。 AbstractBased Abstract Based on the theory of concrete creep and shrinkage，the characters of SRC high-rise s仃ucture under long-term gravity loads has been researched in this paper． A FEM software model frame based on general time functions was advoeated at first．In this model，the variety of stmcnlres was concluded into two simple functions：the time continuity and the time changing．111e relation between multiple time functions was determined by distinguishing body and attribute of the body．The mechanism of the model was base on lxeating the cumulation． maintenance．release and transference of energy．耽e state of activation．activity,un-activation and un-activity constitutes the actually method of the model．By this FEM model frame．many complex and peculiar com