高层混凝土结构由徐变引起的竖向变形计算

摘　要:基于徐变理论,以PKPM软件为工具全面探讨了高层混凝土结构由徐变引起的竖向变形计算问题,并对各种施工情况进行了模拟探讨,论述了各种施工模拟适用范围,以完善高层混凝土结构,促进高层建筑的发展。
关键词:徐变,竖向变形计算,混凝土结构
　　近年来,随着我国国民经济的快速发展,高层建筑迅速涌现。高层建筑竖向构件(框架柱、剪力墙、筒体)与多层建筑相比不仅长度有很大的增加,而且承受的轴向压力增大许多,这就使得高层建筑的竖向构件由于自身混凝土材料的徐变特性,其变形比起多层结构的竖向构件复杂很多。它不仅与建成后使用状态有关, 而且与施工过程(施工步骤)有关。JGJ 3-2002,J 186-2002高层建筑混凝土结构技术规程[1]明确指出,高层建筑结构墙、柱的轴向变形宜考虑施工过程的影响,不然引起的过大竖向变形差将使计算结果失真。 徐变是依赖于荷载且与时间有关的一种非弹性性质的变形。这种随着荷载持续时间的增长,材料随时间逐渐发展的变形,统称为徐变或徐变变形。在长期荷载作用下,混凝土体内水泥胶体微孔隙中的游离水将经毛细管挤出并蒸发,产生了胶体缩小,形成徐变过程。混凝土徐变变形初始增长很快,以后逐渐缓慢,一般在5年~15年后其增长达到一个极限值。
在工程实践中,不同的结构或同一结构的不同构件部分有时具有相同的加载龄期,亦可能具有不同的加载龄期。徐变系数 φ(t,τ)与计算时刻以及构件加载时的混凝土龄期都有关系,徐变理论则是描述徐变系数φ(t,τ)与加载龄期之间的关系。徐变理论一般分为:老化理论、先天理论、混合理论[2]。在实际计算中国内外软件一般采用混合理论来处理工程中的徐变问题。 在长期荷载作用下,徐变最终导致结构变形和内力分布的变化,若设计不当,高层及超高层钢筋混凝土结构竖向构件压应力会出现明显的不均衡分布,随着时间的延续,混凝土徐变将使结构出现较大的侧移倾斜和引起建筑裂缝,影响建筑物的正常使用,甚至导致安全隐患。

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