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地下室底板大体积混凝土分块施工的有限元分析(论文).pdf

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地 下 室 底 板 大 体 积 混 凝 土 分 块 施 工 的 有 限 元 分 析 严再春 李 兵 闫雁军 李鑫奎 1.上海建工集团股份有限公司 上海 200080;2.上海建工七建集团有限公司 上海 200050 摘要 :以上海某建筑工程地下室底板大体积混凝土施工为背景,通过有限元方法全过程模拟了在混凝土不同浇筑分块 区域设置后浇带和采用施工缝分块2种施工方案,对比分析了地下室梁板结构在整个施工过程中的应力和变化情况。通 过对比分析,2种施工方案的拉应力最值相差在10%左右,该结论对项目施工缝分块施工提供了较好的工程理论指导。 关键词:施工缝;后浇带;收缩徐变;有限元方法;板梁结构 中图分类号:TU755 6 文献标志码:A 文章编号:1004—1001(2018)08—1465—03 DOI:10 14144~.cnki jzsg 2018.08.066 Finite Element Analysis of M ass Concrete Partitioned Construction of Basem ent Foundation Slab YAN Zaichun LI Bing YANYanjun LIXinkui 1.Shanghai Construction Group Co.,Ltd.,Shanghai 200080,China; 2.Shanghai Construction No.7(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200050,China 上海董家渡项 目地下室底板大体积混凝土采用施工缝 分块施工,其 原理和跳仓法类似 ,可有效避免后浇带施工 带来 的诸多弊端【1_6]。本文通过有限元方法模拟该工程混凝 土不同浇筑分块区域设置后浇带和采用施工缝分块施工2种 施工方案,对比分析梁板不同分块混凝土结构在底板浇筑 后至主楼施工完成时的应力变化情况,以期为该项 目施工 提供一定的工程理论指导。 1 工 程 概 况 背景工程 位于上海市黄浦 区中心地 带, 占地总面积 为167 5l0 m ,总建筑面积约 l 137 000 m ,董家渡路将 项 目分为南北2个地块 ,本次 计算选择北 (A)地块作为 研究对象 (图1)。A地块上有2栋高层建筑 ,分别为 14层 (A1,标高74.2 m)$u9层 (A2,标高50.5 m),地下室3 层 (19 m),基础底板核心区分别为1.5 m (A1)和1.3 m (A2),其余区域厚度1.0m:后浇带厚l 000mm。 2 数 值 模 拟 2.1 计算 目的 为防止基础混凝土底板后浇带改施工缝分块浇筑后, 因结构自重、收缩徐变而出现有害裂缝 ,对比分析施工缝 基金项目:上海市科学技术委 员会科研计划项目课题 (16DZ1200201) 作者简介:严再春 (1979一 ),★,硕士,工程师。 通信地址:上海市闵行区新骏环路700号 (201114)。 电子邮箱:yanzc@scgtc.com.cn 收稿 日期:201 7—10.27 图1董家渡项目A地块 分块施工、设置后浇带2种混凝土浇筑方法的区别,采用有 限元方法分析对LI::2种浇筑方法在不同施工过程中对基础底 板变形及结构应力的影响程度。 2.2 计算假定 1)混凝土材料收缩函数、徐变函数、弹性模量、抗拉 强度随龄期变化规律按GB 50010--2010《混凝土结构设计 规范》取用。 2)基础底板结构按照设置后浇带和施工缝分块施工, 按照分块浇筑方案设置不同的施工工况。 3)不考虑混凝土水化热温升作用。 4)板粱结构施工时,柱已达到强度设计值,不考虑柱 收缩及徐变因素。 5)忽略楼梯 以及楼板洞 口影响。 6)忽略钢筋对提高混凝土极限拉伸的影响。 2.3 材料属性及混凝土 配合比 根据计算假定,不考虑柱的收缩、徐变及其强度变化 特性,依据结构设计 图纸 ,各构件混凝土材料强度等级在 建筑施工 ·第40卷 ·第8期 日匝蜀7 l 严再春、李 兵、闰雁军、李鑫奎:地下室底板大体积混凝土分块施工的有限元分析 / / 笺 / (a)应 (b)变形 图5 A1、A2施工完成时后浇带应力、变形示意 f;IJ呔舨全浇筑完1 5 dH、f戚板结构最大拉应力值为1.39 MPa: tJj:Al、A2 楼伞郜梁扳住结构施T封顶完成时,壤础底板 人拉 力为3.18 MPa,此时后浇带最大拉应力值为 1.76 MPa, 浇带纳构 侧z向变形最 人值为 l8 mm,两侧 变形堆值最人为2.54 mm,基本可认为足川步沉降变形。 2.“.2 采 用施工缝分块施工工况计算分析 施工缝 分块 施 I (不设置 后浇 带 )浇筑崔础底板 混凝 f:时 ,对 施 I: 下的璀础底板进 行结构应力分折 ( 6)。 , 1 (C)施工阶段5 (d)施lll阶段7 图6 采用施工缝浇筑方案不同施工阶段底板结构应力云图 I{1图6可矢¨, 施 缝分块施1:( 设置后浇带)浇筑 ㈣底板混凝土时。迎过有限元疗法进仃 力分析。在施 『: 5,除外I韦】约束边界外的内侧基础底板结构最人抟应 乃fI}I_ 2.19 MPa:待Al、A2丰楼伞部梁板柱结构施 封顶 完成时,摹础喊扳绌构最大拉应力为3.49 MPa。 2.f1.3 2种 浇筑方案混凝 土受力对比 通过有限元方法对 瞍置后浇带和采用施工缝分块施上 2种混凝土浇筑方案进 仿真模拟,分折其对基础底板结构 力、沉降变形的垮 对比,备施工工 下基础底板结构 对应的应力值,如表l所示。 表
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