混凝土结构温差收缩效应的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土结构温差收缩效应的分析方法，涉及结构工程技术领域，可获得混凝土结构在施工过程以及竣工验收后使用过程中任一时间点的温差作用内力和变形量，为结构设计以及施工时采取针对性控制措施提供依据。本发明专利技术所述方法，包括：建立混凝土结构的结构模型，在结构模型上划分后浇带，进行子结构设置；制定施工工期计划；按施工工期计划进行全过程的施工模拟，随模拟的施工进度，基于结构模型逐步模拟混凝土结构的生成过程，同时结合混凝土结构的生成过程采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构工程
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着当前国内外建筑功能需求和结构体系设计的日益复杂化，在建筑结构体系，特别是在扩大地下室和混凝土楼盖体系中，经常出现体型超长且平面布置复杂的混凝土结构，这种混凝土结构对环境温差、混凝土收缩、徐变等因素十分敏感，如果分析、设计或施工构造时措施不当，极易引起混凝土结构(如混凝土楼盖或其它结构构件)受拉开裂，产生较大裂缝，且不易修复，影响建筑的使用功能，使整体结构存在安全隐患。针对考虑环境温差，混凝土收缩、徐变等因素的温差收缩效应，现有计算模型及分析方法存在算法粗略、约束条件有误、不能反映结构实际生成过程以及计算结果准确性低等问题，难以准确地揭示混凝土结构温差收缩效应的发展规律，也难以预测及解决施工中存在的问题，无法适应混凝土结构的设计施工需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种，可获得混凝土结构施工全过程任一时间点的温差作用内力和变形量，从而在根本上解决混凝土结构温差收缩效应的求解问题，准确揭示了混凝土结构温差收缩效应的发展规律，为结构设计以及施工时采取针对性控制措施提供依据。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案一种，包括建立欲分析混凝土结构的结构模型，在所述结构模型上划分后浇带，进行子结构设置；制定施工工期计划，确定施工过程中每一所述子结构的施工工期，后浇带合拢阶段的施工工期和后期装饰阶段的施工工期；按所述施工工期计划进行全过程的施工模拟，随模拟的施工进度，基于所述结构模型逐步模拟所述混凝土结构的生成过程，同时结合所述混凝土结构的生成过程，采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量。进行子结构施工阶段的施工模拟时，所述随模拟的施工进度，基于所述结构模型逐步模拟所述混凝土结构的生成过程，同时结合所述混凝土结构的生成过程，采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量，具体包括步骤A、按照所述施工模拟的进度，在所述结、构模型上模拟生成第一子结构，所述第一子结构为按照模拟的施工进度正处于施工工期的子结构；步骤B、对模拟生成的第一子结构施加初始温差，对所述结构模型中已生成的除所述第一子结构之外的子结构施加温差增量，采用非线性有限元法计算每一所述子结构因环境温差产生的结构内力及结构变形量，所述初始温差为所述施工模拟进行到的当前施工工期内的最低温度减去混凝土浇筑时温度所得差值，所述温差增量为当前施工工期内的最低温度减去已完成的前一施工工期内的最低温度所得差值；步骤C、考虑混凝土徐变、收缩效应，对计算出的所述结构内力和结构变形量进行修正，获得考虑时间效应的温差收缩作用结构内力及结构变形量；按照所述施工工期计划，重复执行步骤A、B和C，直到完成所有所述子结构的施工模拟。进行后浇带合拢阶段的施工模拟时，所述随模拟的施工进度，基于所述结构模型逐步模拟所述混凝土结构的生成过程，同时结合所述混凝土结构的生成过程，采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量，具体包括 在所述结构模型上进行后浇带合拢的施工模拟，在所述结构模型上模拟生成后浇带;对所述后浇带施加初始温差，对所述结构模型中已生成的子结构施加所述后浇带合拢阶段的温差增量，采用非线性有限元法计算所述结构模型因环境温差产生的结构内力及结构变形量；考虑混凝土徐变、收缩效应，对计算出的所述结构内力和结构变形量进行修正，获得考虑时间效应的温差收缩作用结构内力及结构变形量。进行所述后期装饰阶段的施工模拟时，所述随模拟的施工进度，基于所述结构模型逐步模拟所述混凝土结构的生成过程，同时结合所述混凝土结构的生成过程，采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量，具体包括对所述结构模型的整体结构施加所述后期装饰阶段的温差增量，采用非线性有限元法计算所述结构模型因环境温差产生的结构内力及结构变形量；考虑混凝土徐变、收缩效应，对计算出的所述结构内力和结构变形量进行修正，获得考虑时间效应的温差收缩作用结构内力及结构变形量。计算因环境温差产生的所述结构内力及结构变形量或者对计算出的所述结构内力和结构变形量进行修正时，采用有限刚度模拟地基或桩基对所述混凝土结构的基础的约束作用，考虑所述基础在地基土中的实际的平动和转动，以及地基土对所述基础的有限约束作用。进一步地，所述混凝土结构温差收缩效应的方法，还包括根据计算出的所述温差收缩效应累积引起的结构内力及结构变形量，找出在温差收缩效应作用下所述结构模型中应力或变形相对较大的构件及所在区域。进一步地，所述混凝土结构温差收缩效应的方法，还包括根据计算出的所述温差收缩效应累积引起的结构内力及结构变形量，对所述施工模拟中引入的参数进行优化或者对所述施工工期计划进行修改后，重新分析所述混凝土结构的温差收缩效应。本专利技术中的，按预先制定的施工工期计划进行全过程的施工模拟，随模拟的施工进度，逐步模拟混凝土结构的生成过程，同时结合结构生成过程采用考虑时间效应的非线性有限元法计算温差收缩效应累积引起的结构内力和结构变形量，可获得混凝土结构施工过程任一时间点的结构内力和结构变形量，在根本上解决温差收缩效应的求解问题，为混凝土结构的结构设计以及施工时采取针对性控制提供依据。本专利技术所述方法尤其对复杂超长的混凝土结构的工程设计和施工控制具有重要的实用价值和指导意义。附图说明图I为本专利技术实施例中流程图一；图2本专利技术的实际工程应用案例-2层地下室后浇带划分的示意图； 图3为本专利技术实施例中子结构施工阶段温差收缩效应的分析方法流程图；图4为本专利技术实施例中流程图二。具体实施例方式本专利技术实施例提供一种，可获得混凝土结构施工全过程任一时间点的温差作用内力和变形量，为结构设计以及施工时采取针对性控制措施提供依据。下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例本专利技术实施例提供一种，如图I所示，该方法包括111、建立欲分析混凝土结构的结构模型，在结构模型上划分后浇带，进行子结构设置；在混凝土结构的施工过程中，由于缺少空调以及覆土、装饰等有利条件，常会经历最不利的温差变化过程，因此在混凝土结构(尤其是超长复杂的混凝土结构)的设计施工中，后浇带的设置及后浇、后合拢等措施十分必要。实际施工时后浇带宽度一般取SOO^lOOOmm左右，后浇带的设置位置及间距主要取决于两方面一是工程所在地的温差变化幅度，温差变化幅度较大时可适当减小后浇带的间距；二是工程的实际结构体型，后浇带的设计及划分要结合工程的实际结构体型，要注意考虑是否方便施工。完成后浇带的设置后，根据各阶段施工进度计划，将混凝土结构划分为相对独立的多个子结构(或称施工结构组)。子结构只是相对整体结构的一个表述，子结构的具体设置可结合具体分析对象的结构构成和施工过程进行，一般取分析对象中与施工阶段相对应的自然构成部分，包括若干单元如梁、板、柱等，例如一层楼盖结构即可认为是一个子结构。分析混凝土结构的温差收缩效应时，将一个大型的复杂结构划分为若干子结构，利用子结构对整体结构进行分析计算，可有效提高计算效率。具体实施时，结合各阶段的施工进度建立该阶段新生成的子结构及既有子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅学怡，孙璨，吴兵，
申请(专利权)人：中建国际深圳设计顾问有限公司，
类型：发明
国别省市：