剪力墙超长结构温度应力控制.doc

剪力墙超长结构温度应力控制 （1.中铁十七局集团有限公司勘察设计院；2.山东同圆设计集团有限公司第五设 计分院） 【摘要】木文结合工程实例，釆用有限元软件PMSAP对结构在温度荷载 作用下的内力进行分析，介绍剪力墙结构通过配置温度钢筋，避免由于超长导致 温度裂缝。 【关键词】超长结构；伸缩缝间距；温度应力；温度钢筋 一、引言 近年来，随着我国经济的不断发展，各地不断地涌现出大体量的建筑物， 其中有很大一部分属于超长结构。而随着使用功能的多元化发展，建筑师对不设 缝（伸缩缝）混凝土结构的平面长度的要求越来越高。目前世界上一些发达的国家， 例如美国混凝土结构规范lt;ACI318M-05gt;对伸缩缝的间距并没有严格的规定, 只要求当结构的平面长度超过一定值时应计算温度引起的应力，并采取必要的措 施加以解决。在我国《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第8.1.1条规定了伸 缩缝的最大间距，同时还规定，只要采取恰当的措施后伸缩缝的间距可以进一步 增加。现在，国内己经出现了平面长度超过400m的不设缝的混凝土结构工程。 但是，随着混凝土结构平面尺寸的增加，结构中由温差引起的温度变形和混凝土 水化热引起的收缩变形造成的应力问题也变得越来越突出，由此造成的结构开裂 直接影响到结构的正常使用。 国内外关于混凝土温度应力的研究主要集中于大体积混凝土结构、桥梁 结构、公路水泥混凝土路面等，对于超忪混凝土结构温度应力的研究相对较少， 工程设计人员一般根据经验或粗略估算的方法来考虑温度应力对超长结构的影 响，并釆取一定的构造措施。随着计算技术的不断发展和理论研究的不断深入， 可以釆用PMSAP软件对超长无缝结构的温度应力分析。 二、PMSAP软件的温度应力分析 PMSAP具有较为完善的温度应力分析功能，对多高层建筑中的梁、柱、 支撑、剪力墙和楼板，均可计算其温度内力及变形，并且可以把温度内力考虑到 构件配筋设计中。PMSAP采用有限元法计算温度应力，构件的温度变化对结构 的变形、内力的影响将等效为某种荷载的影响。 PMSAP温度应力分析步骤:1）用PMCAD建立结构模型。2）进入PKPM 的“PMSAP”主菜单，然后进入“补充建模”，点取“温度荷载”菜单，在此定 义各个楼层的各节点的温度变化值。3）执行“接PM生成PMSAP数据” 4）进 入“参数补充及修改”菜单，点取“参数修改-〉总信息”，按照需要修改“温度 荷载参数”，包括砼构件效应折减系数，温度荷载组合系数，弹性模量折减系数 等。5）执行“结构分析与配筋计算”。6）进入“分析结果的图形显示”察看 计算结果。 PMSAP温度应力分析注意事项：1）所有楼板均应定义成弹性膜。2） 剪力墙应采用细分模型。3）混凝土构件的温度效应宜指定折减系数，一般取为 0.30。 4）如果用温度模拟砼收缩，应作为一个独立工况，且相应温度工况的 属性应指定为“砼收缩”。5＞如果用温度模拟预应力张拉，也应作为一个独立 工况，且相应温度工况的属性应指定为“预应力”。6）软件会自动增加温度工况 的组合。不考虑温度前n种工况，考虑后变为2n种。用户可以调节地震、风与 温度组合时的组合系数。 三、 工程概况 拟建龙湖养马岛项0 C-01地块项0位于烟台市牟平区滨海东路以北、 沁水东河大桥以东。其中C、D座为soho公寓楼，长为61.2米，宽为23.9米; 地下一层，地上28层；地下一层为设备用房及车库，层高为4.8m, —层为商业， 层高为4.8m，二层及以上均为公寓，层高均为2.9m;本结构采用钢筋混凝土剪 力墙结构。 四、 有限元温度应力分析 （一）计算模型的选取 按建筑的实际情况建立整体模型，模型中所冇的柱、梁、板的几何尺寸 均按照实际尺\T建模。所有楼板均取为120mm厚。 混凝土材料：柱、墙为C40?C30;梁、板为C30; C30混凝土弹性模量B: 3.00times;104 N / m2：混凝土线膨胀系数a: 1X10-5 荷载 结构自重 外加恒载：2KN / m2：外加活载：2、2.5、3.5KN / m2： 温度荷载：取浇筑吋温度按15度考虑，考虑一年后投入使用。期 间室内无空调，整体结构将经历季节温度变化。查阅气象资料得：历史记录内， 烟台全年最高温度32度，最低温度一 8度。设计时考虑最不利情况.分为以下 两种工况： 工况1:升温一浇筑吋温度与全年最高温度之差，取20度； 工况2:降温一浇筑时温度与全年最低温度之差，取-20度。 计算培果分析 由于主楼丫向较短故在此不作分析。以下给出X向在升、降温吋的温度 应力。 根据计算结果，主楼楼板X向最大拉应力为5.5MPa,最大压应力为5.4MPa.大 部分面积的拉应力在0—3MPa之间变化。极值拉应力仅出现在走廊部分、楼电 梯部分及端跨山墙处，原因是