等跨超长钢筋混凝土框架结构温度应力要点解析.pdf

中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006年 等跨超长钢筋混凝土框架结构温度应力 及施加预应力的简化计算及设计方法 施泓1 甄洁2 朱炳寅1 (1中国建筑设计研究院北京100044；2北京中建建筑设计院北京100073) 提要：现代建筑结构中，超长钢筋混凝土结构应用越来越广，当受建筑功能局限，不能设置温度缝时， 结构中的温度应力将成为不可忽视的重要问题。工程设计中，施加预应力是控制超长混凝土结构裂缝的一 个重要手段。本文将结合工程实例，提出等跨超长钢筋混凝土框架结构温度应力的简化计算方法及施加预 应力的定量分析，在小节中对一般结构作定性的分析。 关键词：温度应力，计算方法，预应力，裂缝 1 等跨钢筋混凝土框架结构温度应力的计算分析 1．1两跨钢筋混凝土框架结构 首先考虑混凝土未出现裂缝时的情况，此时结构在温度 变化过程中保持弹性变形，升温和降温仅变形方向不同，图 一 一 一 一 一 一所示为升温状态，降温状态可类比。各几何参数详图一， 温度变化At，线膨胀系数Q。公式推导前首先明确以下假 设条件： 上一 ～ 一 一 一 爿叶ll刽』 假设条件1：当混凝土楼板可以不受约束自由变形时，升降 I田11．广。上中．L!ll甲 I田I．1．中i1_1日_ 温在楼板内部不产生内力(钢筋与混凝土线膨胀系数相差不 大，忽略钢筋的内部约束作用)坦1。 假设条件2：在推导过程中，假设在升温、降温的过程中楼 板在柱顶无转角，即变形后柱顶处轴线垂直于地面，可计算 出此时柱的抗弯刚度；事实上按此计算增大了柱抗弯刚度， 考虑极限情况，当柱项铰接时，其抗弯刚度仅为计算值的 1／4，考虑一般结构中框架梁的约束作用，取柱抗弯刚度折 l一1 减系数为0．5~0．9，视梁板与柱刚度比而定，无梁楼板取小 图一 值。 假设条件3：当柱的长细比≥4，可不考虑柱的剪切变形，此时剪切变形比弯曲变形／Jql曼多。 施泓，男，1971年9月出生，工学硕士，工程师 309 中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006年 考虑结构的对称性，设升温后，板自由伸长量△=仪·At·L，由竖向构件回复力压缩 楼板引起压缩变形量△。，板的最终伸长量6由板自由伸长量△和竖向构件压缩变形量△。 构成，即6=△一△。。 对柱取隔离体： F：掣，定义柱抗弯刚度：K。：里垦生，‘ F：K16‘ H’ H’ 对板取隔离体： F：o．A：Eb．￡b．b．h：竺掣．Eb．b．h L 注意到此处板带宽取b，由于跨中板带与柱上板带的刚度差异，当仅两跨时，板带不能 同步变形，但当多跨超长结构时，除边跨外大部分可近似满足板带同步变形。 ‘ 定义板抗拉刚度：K：：旦≮堡鱼，F：K：(△一6)：K：△。 根据力平衡条件 K18=K2△。 6： 鉴： ．△，△．： 鉴! ．△ 。