变形分析与控制

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管线用厚钢板的变形与变位分析及控制

管线用厚钢板的变形与变位分析及控制

管线用厚钢板的变形与变位分析及控制管线系统在许多工业领域中起着至关重要的作用,而厚钢板是其中的关键组成部分。

然而,由于外界环境的影响和系统内部的压力变化,管线用厚钢板容易发生变形与变位,给系统的稳定性和安全性带来潜在风险。

因此,分析和控制管线用厚钢板的变形与变位至关重要。

首先,管线用厚钢板的变形可以由各种因素引起,例如温度变化、内部压力变化以及机械应力等。

这些因素的共同作用可能导致厚钢板的垂直或水平变形,从而影响管线系统的正常运行。

因此,为了保证系统的性能和可靠性,必须对厚钢板的变形进行分析和控制。

针对管线用厚钢板的变形问题,可以通过有限元分析方法进行研究。

有限元分析是一种基于数值计算的方法,可以模拟复杂的结构变形过程。

对于管线用厚钢板的变形问题,可以建立一个包含厚钢板、管道和支撑结构的有限元模型,通过施加外部荷载或温度变化等边界条件,研究厚钢板的变形情况。

同时,需要考虑管线用厚钢板的变位问题。

管线系统中,厚钢板的变位可能会导致管道的位移或偏斜,进而影响整个系统的稳定性和流体传输性能。

因此,在设计和施工阶段,需要对厚钢板的变位进行控制。

可以通过增加支撑结构或调整支撑点的位置等方式,提高厚钢板的稳定性,减小变位。

此外,在管线系统运行中,定期进行巡检和维护同样至关重要。

通过定期检查厚钢板的变形与变位情况,及时发现并解决潜在问题,可以保证管线系统的安全运行。

对于已经发生变形或变位的厚钢板,可以采取加固措施,如增加支撑点、加装支撑架或更换更牢固的材料等。

综上所述,对于管线用厚钢板的变形与变位问题,需要进行详细的分析和控制。

通过有限元分析方法,可以模拟厚钢板的变形过程,为系统设计和运行提供依据。

此外,在设计和施工阶段,需要采取措施控制厚钢板的变位,并且定期进行巡检和维护,及时发现并解决潜在问题。

只有这样,才能确保管线系统的稳定性和安全性,提高工业生产的效率。

机械结构的弹性变形分析与控制

机械结构的弹性变形分析与控制

机械结构的弹性变形分析与控制一、引言机械结构的弹性变形是指在外力作用下,机械结构产生的一种可逆变形现象。

弹性变形的分析与控制对于机械工程的设计和制造具有重要意义。

本文将探讨机械结构的弹性变形以及相关的分析与控制方法。

二、机械结构的弹性变形分析1. 弹性变形的基本原理弹性变形是指机械结构在受力作用下变形后能够恢复原状的一种变形形式。

在弹性变形过程中,机械结构的原子、分子间的相互作用力会产生弹性力,从而使结构发生变形。

而当外力撤离后,结构会恢复到其初始状态。

2. 弹性变形的影响因素机械结构的弹性变形受到多种因素的影响,主要包括材料的弹性模量、结构的几何形状和外力的大小和方向等。

材料弹性模量越大,结构的弹性变形越小;结构的几何形状越复杂,弹性变形越大;外力的大小和方向会直接影响结构的受力情况,从而引起弹性变形。

3. 弹性变形的分析方法弹性变形的分析方法主要有理论分析和数值计算两种。

理论分析是通过应用弹性力学理论推导出结构的变形方程,从而得到结构的变形解析解。

数值计算则是通过数值方法对结构的变形方程进行近似求解,得到结构的变形数值解。

4. 弹性变形的控制方法为了减小机械结构的弹性变形,可以采取一些控制措施。

常见的控制方法包括结构加强、材料改进和减小外力作用等。

结构加强可以通过增加结构的截面积、加粗结构的梁柱等来提高结构的刚度,从而减小弹性变形。

材料改进可以选用弹性模量较大的材料,如高强度钢等。

减小外力作用可以通过合理设计机械结构的工作状态,如在设计起重机械时,可以根据工作负荷的大小选择适当的起重机。

三、机械结构的弹性变形控制实例以汽车悬挂系统为例,介绍机械结构的弹性变形控制。

汽车悬挂系统是保证汽车行驶平稳性和舒适性的重要组成部分。

在汽车行驶过程中,悬挂系统需要承受来自路面的冲击力,并使车身保持稳定。

为了减小汽车悬挂系统的弹性变形,可以采用以下控制措施:1. 结构加强:增加悬挂系统的强度和刚度可以减小其弹性变形。

装配式建筑施工中的变形控制与调整措施

装配式建筑施工中的变形控制与调整措施

装配式建筑施工中的变形控制与调整措施在现代建筑领域,装配式建筑技术正逐渐受到广泛关注和应用。

相较于传统的现场施工方式,装配式建筑具有施工效率高、质量可控、环保节能等诸多优势。

然而,在实际的施工过程中,装配式建筑也面临着一些挑战,其中之一就是变形问题。

本文将重点探讨装配式建筑施工中的变形控制与调整措施,希望能够为相关从业人员提供一定的参考和指导。

一、原因分析装配式建筑在运输、吊装和拼接等过程中容易发生一定程度的变形。

这主要归结为以下几个原因:1. 材料特性:由于装配式建筑所使用的构件多为钢材或混凝土预制构件,而这些材料在运输和搬运过程中容易受到外力作用产生弯曲、扭转等变形。

2. 温度影响:温度对装配式建筑产生的影响不容忽视。

尤其是高温环境下,构件的线性膨胀系数较大,容易引发构件变形。

3. 地基和地面沉降:装配式建筑需要依赖地基和地面进行支撑,若地基不稳固或地面出现沉降,将会导致整个建筑产生一定程度的倾斜和变形。

二、变形控制措施为了保证装配式建筑在使用过程中的安全性和稳定性,必须采取相应的变形控制措施。

以下是一些常见的措施:1. 设计阶段控制:在装配式建筑设计阶段尽可能考虑到各种因素对结构产生的影响,并通过合理的设计手段来减小变形。

例如,选用较小热膨胀系数材料、合理设置伸缩缝等均可有效降低变形风险。

2. 加固与连接方式:适当加强构件之间的连接,在拼接过程中采用预紧法或张紧行动法可以起到增强整体刚度,减小变形的效果。

3. 控制温度差异:合理规划供水、排水系统,并保持室内外温度差异不过大,避免由此引发装配式建筑变形。

4. 定期维护:在装配式建筑完工后,定期进行维护和检查。

及时发现和处理已经发生的变形问题,以避免进一步恶化。

三、调整措施除了采取上述变形控制措施外,当装配式建筑出现一定程度的变形时,还需要相应的调整措施来纠正和修复。

以下是一些常见的调整措施:1. 调整松紧度:通过调节连接件或增加支撑点的方式,改变构件之间的松紧度,使其回归到设计要求。

立式储罐底板焊接变形分析与控制

  立式储罐底板焊接变形分析与控制

立式储罐底板焊接变形分析与控制摘要:立式储罐是焦化厂普遍应用的设备之一,其稳定运行是焦化厂安全生产的保证。

储罐底板是整个储罐的关键部位,罐底板通常铺在沥青砂基础上,由数块薄钢板焊接而成。

如果罐底的焊接变形过大,不仅影响罐底外观,而且在罐内介质液位不断变动时产生的应力集中和附加应力有可能造成底板断裂,使储存介质泄漏,其变形部位是影响储罐质量的重要因素。

基于此,本文对立式储罐变形进行研究,以供参考。

关键词:立式储罐;;变形分析引言按照立式储罐罐顶的结构将立式储罐分为固定顶储罐和浮顶储罐。

对于浮顶储罐又可以按照其储罐浮顶的形式分为内内浮顶储罐和外浮顶储罐。

立式储罐过程很容易受到各方面因素的影响,比如,焊接工人的技术失误、焊接过程的工作环境等,从而使焊接质量得不到有效的保障,焊接变形常有发生,造成极大的安全隐患。

所以,立式储罐底板的变形控制应该引起足够的重视,研究焊接造成的变形形式,探讨变形产生的原因,找到有效的解决措施,从而提高立式储罐底板的焊接质量。

1焊接变形概述常见的焊接变形主要分为线性缩短、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪失稳变形。

线性缩短大致规律是线性膨胀系数大的材料焊接后焊缝收缩量也大,焊缝的纵向缩短随着焊缝长度的增加而增加,焊缝的横向收缩量随着焊缝宽度的增加而增加。

角变形大致规律是开V型坡口的对接接头焊后产生的变形为2°~3°;开X型坡口的对接接头时,虽然厚度方向上焊缝截面是对称的,但如果焊接顺序选择安排不当,也会使焊缝正反两面的横向收缩不相等而产生角变形;焊脚高度等于板厚的角接接头焊接后,角变形量也为2°~3°。

弯曲变形是纵向收缩和横向收缩综合作用的结果,其主要原因是焊缝布置不在构件截面的中轴线上,弯曲变形总是向着焊缝的方向,焊缝离截面中轴线的距离越大,则弯曲变形越严重。

扭曲变形主要是由于装配质量不好、工件搁置不当以及焊接顺序和焊接方向安排不当等原因造成的。

《2024年软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究》范文

《2024年软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究》范文

《软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究》篇一一、引言随着城市化进程的推进,建筑工程的深度和复杂性日益增加,特别是在软土地区,深基坑施工成为了建筑行业面临的重要问题。

软土地区的地质条件复杂,深基坑施工往往伴随着土体变形,这对周边环境及建筑物安全构成威胁。

因此,研究软土地区深基坑施工引起的变形及控制措施,对于保障施工安全、提高工程质量具有重要意义。

二、软土地区深基坑施工变形分析1. 变形类型及原因在软土地区进行深基坑施工时,常见的变形类型包括基坑隆起、周边地面沉降及相邻建筑物变形等。

这些变形主要由以下几个因素引起:(1)土体应力重分布:施工过程中,土体应力重新分布,导致土体发生位移和变形。

(2)地下水位变化:基坑开挖导致地下水位上升或下降,引起土体固结或松动。

(3)支护结构位移:支护结构的不稳定或设计不合理,导致结构位移,进而引发土体变形。

2. 变形影响分析深基坑施工引起的变形对周边环境及建筑物安全具有较大影响。

一方面,地面沉降可能导致周边道路、管线等设施损坏;另一方面,基坑隆起及建筑物变形可能影响相邻建筑物的稳定性及使用安全。

此外,变形还可能引发环境问题,如地面开裂、地下水污染等。

三、深基坑施工变形控制措施为有效控制深基坑施工引起的变形,需采取一系列措施。

这些措施主要包括以下几个方面:1. 合理设计支护结构:根据地质条件、基坑深度及周边环境等因素,设计合理的支护结构,确保结构稳定,防止土体位移和变形。

2. 优化施工工艺:采用先进的施工工艺和技术,减少对土体的扰动和破坏,降低变形发生的可能性。

3. 地下水控制:采取有效的地下水控制措施,如设置止水帷幕、合理降低地下水位等,以减少地下水位变化对土体的影响。

4. 监测与反馈:对深基坑施工过程进行实时监测,包括土体位移、支护结构位移、地下水位等,根据监测结果及时调整施工参数和措施,确保施工安全。

5. 应急预案:制定针对可能发生的变形的应急预案,包括预警机制、应急救援队伍、救援设备等,以便在发生变形时能够迅速、有效地应对。

机械工程中的变形与变形控制研究

机械工程中的变形与变形控制研究

机械工程中的变形与变形控制研究机械工程广泛应用于各个领域,其研究的核心问题之一就是变形与变形控制。

变形是指材料、零部件或整个结构在受到力的作用下发生的形状和尺寸的变化。

变形控制则是通过设计和实施有效的措施来控制和减小变形的程度。

本文将从机械工程中的变形研究和变形控制研究两个方面来进行阐述。

机械工程中的变形研究是为了更好地理解材料和结构在外力作用下的行为。

在设计和制造机械零部件或整个结构时,我们需要考虑力学性能及其对变形的影响。

例如,当一个杠杆受到力的作用时,会发生弯曲变形。

我们需要了解材料的杨氏模量、截面形状和外力大小等因素对变形的影响,以便确定合适的材料和结构尺寸,以及进行优化设计。

另外,变形研究还可应用于材料的弹性与塑性性能分析。

弹性变形是指在外力作用下,材料会暂时发生形状和尺寸的变化,而恢复原状的能力。

塑性变形则是指材料在受到外力作用时发生的不可逆的形状和尺寸变化。

通过研究材料的弹性和塑性变形特性,我们可以评估其在工程设计和制造中的可靠性和耐久性,保证产品的使用寿命和安全性。

变形控制是机械工程中的另一个重要研究方向。

在实际工作中,机械结构往往需要经受复杂的力学环境,比如动态载荷、温度变化、湿度等。

这些外界因素都会导致材料和结构发生变形,从而影响产品的性能和使用寿命。

因此,控制变形就显得尤为重要。

一种常见的变形控制方法是通过改变材料和结构的形状和尺寸来调整其刚度和变形特性。

例如,在设计某些高精度机械装置时,我们可以使用特殊材料和机械构造,以减小变形量。

此外,利用各种力学原理和方法,还可以通过预紧力、装配间隙控制等手段来控制变形。

除了以上的方法外,还可以利用改变材料特性的方法进行变形控制研究。

通过控制材料中的微观结构、化学成分和热处理工艺等,可以有效地调整材料的力学性能和变形特性。

例如,通过合金化和热处理工艺,可以增加材料的硬度和强度,从而减小变形量。

在变形控制研究中,还可以利用现代技术手段,如数值模拟和实验测试来辅助研究。

航空发动机叶片加工变形因素分析及控制

航空发动机叶片加工变形因素分析及控制

航空发动机叶片加工变形因素分析及控制航空发动机是航空器的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到飞机的飞行性能和安全性。

发动机叶片作为发动机的核心部件之一,其加工质量和形状对发动机的性能起着至关重要的作用。

因此,对于航空发动机叶片加工变形因素的分析和控制具有重要意义。

1.材料性能:材料的热胀冷缩系数以及机械性能对叶片的加工变形具有重要影响。

因此,选择合适的材料是减小叶片加工变形的关键。

2.切削力:切削力是指在加工过程中刀具对工件所生成的力,切削力大小和变化趋势直接影响叶片的加工质量和形状。

切削力过大会导致叶片表面粗糙度增加以及变形加剧,因此需要通过合理的刀具选择和切削参数设置来控制切削力。

3.热变形:加工过程中的高温和冷却过程会导致叶片的热胀冷缩,从而引起叶片的变形。

因此,需要通过合理的加工温度和冷却方案来减小热变形对叶片加工质量的影响。

4.刀具磨损:刀具磨损会导致刀尖产生磨损痕迹,进而影响叶片的加工形状和质量。

因此,需要进行定期的刀具检查和更换,以保持刀具的良好工作状态。

以上是叶片加工中一些主要的变形因素,下面介绍一些控制叶片加工变形的方法:1.选择合适的材料:根据叶片的要求,选择具有良好机械性能和热胀冷缩特性的材料可以有效减小加工过程中的变形。

2.优化切削力:合理选择刀具和切削参数,减小切削力对叶片的影响。

例如,采用切削液进行冷却可以降低切削力和温度,减小加工变形。

3.合理控制加工温度:对于需要高温加工的叶片,可以采用适当的预加热和恒温加热控制方法,以减小热变形。

4.定期检查和更换刀具:及时检查和更换磨损的刀具,保持刀具的良好工作状态,减小刀具磨损对叶片加工质量的影响。

总之,叶片加工变形对航空发动机的性能和安全性具有重要影响,因此需要进行针对性的分析和控制。

通过选择合适的材料、优化切削力、控制加工温度以及定期检查和更换刀具等方法,可以有效减小叶片加工变形,提高发动机叶片的加工质量和形状,从而提高整个发动机的性能和可靠性。

变形分析与控制

变形分析与控制

(一)核心筒真足变形统制之阳早格格创做正在下层钢框架—钢筋混凝土核心筒混同结构中,由于框—筒横背构件的资料分歧、应力分歧以及混凝土的中断战缓变、动工拆置的时间好、结构分歧部位的温度好等效率, 将引导横背构件之间的横背变形好别, 其中钢构件的压缩大于混凝土构件的压缩.由于共一结构中分歧横背构件的资料个性及应力火仄的好别,将引导那种混同体系爆收隐著的横背变形好.根据海内中多个工程真测标明:若不包罗温度变形,钢筋混凝土柱的弹性变形战缓变、中断变形之战约莫每400m下度可达100mm,缓变战中断变形之战约为弹性变形的二倍.那些与时间战环境相关的变形将使结构随时间爆收隐著的内力沉分集,也会给非结构构件戴去不利效率,还大概效率设备的拆置战使用.下层兴办混凝土结构变形效率果素分解变形分类混凝土缓变结构分歧里温度好风荷载效率混凝土结构刚刚度弹性形变效率果素资料、环境、应力条件日照风力资料与结构形式资料、荷载为了能尽大概的统制核心筒的真足变形,咱们应付于百般变形的本果举止分解,找出对付应的办理步伐.1、混凝土结构缓变混凝土正在持绝荷载效率下会爆收缓变变形,缓变的存留会使混凝土结构的强度降矮,支缩其使用寿命.混凝土是一种主要用于启受压力的坚性资料,其抗压强度近近下于抗推强度.混凝土死产缓变的本果,普遍认为是由于正在少暂荷载效率下,火泥石中的凝胶体爆收粘性震动,背毛细管内迁移,大概者凝胶体中的吸附火大概结晶火背里里毛细孔迁移渗透所致.从火泥凝结软化历程可知,随着火泥的渐渐火化,新的凝胶体渐渐弥补毛细孔,使毛细孔的相对付体积渐渐减小.正在荷载初期大概软化初期,由于已挖谦的毛细孔较多,凝胶体的迁移较简单,故缓变删少较快.此后由于里里移动战火化的收达,毛细孔渐渐减小,缓变速度愈去愈缓.缓变是混凝土那种粘弹性资料的要害本量之一.常常对付于混凝土结构会果为缓变而使得变形不竭删大 ,大概者戴去预应力益坏 ,人们格中认识.然而是另一圆里,缓变会使混凝土的温度大概其余中断变形受拘束时爆收的应力得到紧张.究竟上 ,少暂此后结构混凝土果为百般中断变形受拘束而并已引起广大启裂的要害本果 ,是早期强度删少较缓缓的混凝土缓变紧张效率隐著的截止.以一组数据去证明缓变的效率[1 ]:设混凝土达到温峰后低沉幅度为 30℃ ,其弹性模为 3 0GPa,线胀系数 1 0× 1 0 -6,如果不存留缓变 ,则引起的推应力可下达 9MPa ,隐然所有一般混凝土皆无法启受那样大的应力而爆收启裂 ,由此可睹缓变的效率之大. 缓变与混凝土强度常常是反背死少的,使一般混凝土本去具备启裂后的自愈本领真足丧得 ,果此一朝混凝土启裂便无法再愈合 ,而且正在中界荷载与环境条件 (包罗搞干、热热循环 )效率下继启中断 ,使缝隙会进一步连通战扩展.1.1、缓变爆收的机理分解缓变是指正在牢固应力大概荷载效率下,应变随时间的删少而继启不竭死少的一种局里.它是一个搀纯的物理战化教历程,将其主要机理分为:1)正在应力效率下、正在吸附火层的润滑效率下,火泥胶凝体的滑动大概剪切所爆收的火泥石的粘稀变形.2)正在应力效率下,山于吸附火层的渗流大概层间火变化而引导的紧缩.3)由于火泥胶凝体对付骨架(由骨料战胶体结晶组成)弹性变形的拘束效率所引起的滞后弹性变形.4)由于局部破裂(正在应力效率下爆收微裂及结晶益伤)以及沉新结晶与新的联结而爆收的永暂变形1.2、混凝土缓变的效率果素混凝土的缓变战许多果素有关.火灰比较小大概混凝土正在火中保护时,共龄期的火泥石中已挖谦的孔隙较少,故缓变较小.火灰比相共的混凝土,火泥用量愈多,即火泥石相对付含量愈大,其缓变愈大.混凝土所用集料弹性模量较大时,缓变较小.别的,缓变与混凝土的弹性模量也有稀切关系.普遍弹性模量大者,缓变小.混凝土缓变还与集料级配、细集料最大粒径、保护条件、受荷应力种类、温度等果素有关.根据混凝土缓变的机理,可得出效率混凝土缓变的主要果素:混凝土结构缓变效率果素分解效率果素火泥品种火灰比骨料保护条件动工振捣构件尺寸温度、干度效率荷载中加剂效率办法火泥品种对付混凝土缓变的效率主假如通过它对付火化效率速率的效率,从而效率到混凝土强度的死少速度以及混凝土加载时的火灰比对付缓变的效率有单沉效率:当减少火灰比时,毛细清闲的减少引导混凝土强度降矮,从而使缓变减少.共骨料对付缓变主假如拘束效率.具备最大尺寸大、级配良佳、形状符合的骨料的混凝土具备较矮的火灰比战较矮的保护条件指的是保护环境的温度、干度以及保护的时间.环境温度与干度皆将效率到火泥火化比的速度战程度,火化程度越矮,火泥胶凝体便越稀真,强度战弹性模量越动工沉复振捣可与消早期中断所引起的里里应力,果此混凝土中的灵验应力矮于已沉复振捣的灵验应力.振捣可使火泥浆的强度结构构件的尺寸将决断环境温度与干度效率混凝土本能的程度.表面积/体积比值大的火分别得要大些.对付于尺寸的效率,典型中普遍以“灵验薄度”相对付干度越矮、环境温度越下,混凝土的缓变便越大.加载龄期愈早,火化愈不充分,混凝土强度愈矮,缓变便越大.当混凝土持绝应力小于0.5Ro(混凝土的棱柱体强度)时,应力中加剂中的减火剂具备表面活性效率,即分别火泥颗粒的反凝絮效率,不妨正在不减少用火量的情况下普及混凝土的战易性,大概坚持共样战强度大小,强度死少较快的火泥引导的混凝土缓变越小.时,当减少火灰比时,混凝土的火泥浆含量减少,也将引起缓变减少.火泥浆含量,那样使混凝土具备较小的缓变.下,从而混凝土的缓变越矮.果而,可通过干热保护大概延少保护时二次预应力推拢结构超薄梁及其考查钻研间去缩小缓变.减少.果此振捣可缩小混凝土的缓变.大概“表里薄度”去思量.表里薄度越大则缓变越小与缓变变产死正比,当应力大于0.5 Ra时,缓变变形比应力删少更快,应力与缓变不再坚持线性关系.当应力靠近Ra时,则缓变变形不末极值,此时缓变不竭减少直至混凝土益伤.易性的情况低沉矮火灰比,缩小用火量.一般减火剂普遍可删大缓变值,而超等减火剂根据考查资料对付混凝土的缓变不明隐的效率.别的,促凝剂普遍删大混凝土的缓变,混凝土中的气氛含量大,也会删大混凝土的缓变.缓变与混凝土强度常常是反背死少的,使一般混凝土本去具备启裂后的自愈本领真足丧得 ,果此一朝混凝土启裂便无法再愈合 ,而且正在中界荷载与环境条件 (包罗搞干、热热循环 )效率下继启中断 ,使缝隙会进一步连通战扩展.海内火泥那些年去的变更 ,也督促混凝土的缓变本领爆收了共样的演变.缓变变形程序(1)当应力火仄相对付较矮时(如图),正在持绝荷载效率下,其变形虽然随着时间的减少而有所删少,然而删少速度缓缓,试件正在持绝荷载效率下历时一个月而已益伤.那大概是由于存留某一应力火仄(少暂强度),当持绝荷载正在那一应力火仄以下时,构件不会爆收缓变益伤(2)当正在较下应力火通常(如图),其变形随时间的减少不竭删少,直至构件爆收缓变益伤.那类缓变直线普遍不妨分为3个阶段:正在第1阶段,缓变速率随时间的删少渐渐减小,该阶段是混凝土由瞬时弹性阶段背缓变变形变化的过度阶段,称为缓变减速阶段;正在第2阶段,缓变速率随时间的减少变更很小,缓变直线靠近直线,称之为宁静缓变阶段,混凝土里里的微缝隙正在该阶段启初萌死与扩展;到了第3阶段,微缝隙得到进一步扩展并领悟为宏瞅裂纹,该阶段中的缓变速率随时间的减少不竭删大,并最后引导资料益伤,称之为缓变加速阶段混凝土的中断战缓变稀不可分,二者共时对付结构的少暂变形爆收效率,不克不迭把二者真足孤坐启.中断战缓变效率机理分歧,中断是不依好于荷载的一种变形,而缓变是依好于荷载的一种变形,此中断战缓变要根据其效率体制透彻对付待.混凝土的中断战缓变对付钢筋混凝土结构的变形效率较大,更加是中断会引起比较大的附加变形.2、风载效率本工程塔体下度将达+432米,受到风力、日照、温好等多种动背效率的效率,核心筒顶部处于偏偏晃疏通状态.根据类似工程的监测钻研标明,塔心正在一个黑日的位移轨迹,是一个已关合的近似椭圆形,预测广州西塔核心筒顶部动工功夫的晃幅大概会大于15厘米.其中越到顶部,风力对付结构的效率越大.下层兴办的主要荷载为火仄荷载,风荷载是兴办的安排荷载之一,也是下层兴办,下耸兴办的主要荷载之一.风速的脉动以及横背风涡流的一再将引起结构逆背风战横背风振荡,以至爆收扭转耦合振荡,得稳,张振及颤振.当结构的自振周期与风振周期靠近普遍时,有大概使兴办倒塌.履历上果为风振制成的工程结构坍塌事变真有爆收.好国塔科马港湾上的第一座塔科马桥便是正在竣工四个月后的1940年11月7日毁于68千米/小时的风振.共天震效率相比,风力效率极其一再且持绝时间比较少,果此风力的效率比天震大的多.下层兴办对付风的能源效率比较敏感,兴办物越柔,自振周期越少,风的能源效率也便越隐著.如果正在强风效率下爆收过大的火仄位移战振幅,会使兴办物爆收一定的益伤大概者由于风振引起构件的疲倦益伤.为了使下层兴办正在风力效率下不会爆收倒塌,结构启裂战过大的残存变形,便必须钻研下层兴办正在风振效率下的变形情况,从而采与合理的风振统制步伐.果此钻研风对付工程结构的效率程序具备要害的现真意思.下层兴办风振变形的钻研主假如钻研风振对付下层兴办物倾斜,火仄位移,横背变形,分歧层里间的扭变化形.风振丈量的要领,时常使用的是风洞模拟法战现场间接丈量法.为了掌握风振效率下下层兴办物的横背变形战分歧层里的扭变化形,咱们不妨采与现场间接丈量的要领,根据考查获与的数据举止分解,不妨对付下层兴办正在风振效率下的变形程序举止收端的归纳,而且正在有条件的情况下,建坐相映的数教模型,定性定量天分解风振对付下层兴办爆收的效率.受风载效率,西塔中筒钢结媾战核心筒部分晃动比较大,为了尽管缩小风载对付筒体结构变形的效率,咱们每12层树坐一个丈量变化层,而且定周期复核,预防缺面乏积.简直支配步调拜睹工程丈量部分主塔楼笔直度统制部分.通过透彻的定位,真足不妨将风载的效率统制正在容许范畴内.3、日照效率由于日照的效率,混凝土构件战钢构件反里战正里受到的阳光映照纷歧样,爆收的温好引导构件爆收变形.温度变更时,若结构中的构件变形受到拘束,那么构件的伸展、中断不克不迭自由爆收,结构构件便有内力,称为温度内力.对付于普遍的矮层兴办物.温度变形战温度内力很小,可忽略.然而随着兴办物下度删下、温度内力也越去越大.日照变形瞅测应正在下耸兴办物大概单柱(独力下柱)受强阳光映照大概辐射的历程中举止,应测定兴办物大概单柱上部由于背阳里与背阳里温好引起的偏偏移量及其变更程序.日照变形瞅测可根据分歧瞅测条件与央供采用下列要领:1 当兴办物里里具备横背通视条件时,应采与激光铅直仪瞅测法.正在测站面上可安顿激光铅直仪大概激光经纬仪,正在瞅测面上安顿接支靶.屡屡瞅测,可从接支靶读与大概量出顶部瞅测面的火仄位移值战位移目标,亦可借帮附于接支靶上的标示光面办法,间接赢得各次瞅测的激光核心轨迹图,而后反转其目标即为真测日照变形直线图.2 从兴办物中部瞅测时,可采与测角前圆接会法大概目标好接会法.对付于单柱的瞅测,按分歧量测条件,可采用经纬仪投面法、测顶部瞅测面与底部瞅测面之间的夹角法大概极坐标法.按上述要领瞅测时,从二个测站对付瞅测面的瞅测应共步举止.所测顶部的火仄位移量与位移目标,应以尾次测算的瞅测面坐标值大概顶部瞅测面相对付底部瞅测面的火仄位移值动做初初值,与其余各次瞅测的截止相比较后估计供与. 普遍去道,受日照温好效率,早上日降此后到早上日出往日,背阳里与背阳里温好较小,引起的变形偏偏位也便比较小,早上10面此后至下午4面往日,由于内中温好较大,核心筒部位变形偏偏位较大,简直效率直线如下图:为了减小日照对付兴办变形的效率,咱们选正在0:00~8面之间举止统制丈量战投面处事,以尽管缩小日照变形对付动工的效率战轴线偏偏好的效率.4、横背变形好的办理规划对付于超下层结构的横背变形好别问题,不妨从资料战结构二个圆里去拟定办理规划.从问题的真量去道,统制缓变与中断应最先从混凝土资料自己收端,安排混凝土的组成资料及协共比,采与合理的保护要领,尽管减小混凝土的缓变战中断:(1)降矮混凝土中火泥正在火化历程中的火化热,普及混凝土战易性,缩小火灰比,减少混凝土的稀真性战普及混凝土抗推强度,缩小混凝土正在动工历程中由于温好过大爆收伸展与中断应力.(2)延少混凝土初凝及末凝时间,果为火泥正在火化的总收热量是个常数,延少降温与降温时间,不致于使温度梯度爆收峰值,使伸展与中断的应力达到最下值,缝隙赶快加大.(3)合理采用混凝土细细骨料,火灰比,掺适量微伸展剂,缓凝剂,使结构爆收自应力,去普及混凝土的抗推本领,缩小由于热胀热缩爆收结构缝隙及普及抗渗本领.(4)加强混凝土的保护,采与灵验表层保温,保干步伐,使中界气温与混凝土表面温好不宜过大,集热过快,并坚持脚够火份,使混凝土火化与凝固更完备,缩小温度梯度,伸展与中断更匀称.(5)庄重统制火灰比,火是效率混凝土中断主要果素,果混凝土中火份大部分挥收引起混凝土里里产死很多毛细孔,降矮混凝土抗推强度、中断变形也共时爆收,果此采与减火剂、缩小火灰比,革新混凝土战易性,从而普及混凝土的抗推强度,减小混凝土缓变战中断量.动工历程中的统制要领也可分之为二类,一类可称为主动符合要领,另一类可称为主动补偿要领.主动要领是先动工缓变量较大的构件,待那些构件完毕大部分缓变后再动工与之贯串、相邻的构件.以本工程采与的核芯筒_中钢框架体系为例,混凝土芯筒常采与滑模动工,芯筒动工超前周边钢框架的拆置战楼盖体系的动工.普遍超前的进度为& ’ $& 层.超前进度的几应试虑动工工期战动工支配里的央供,共时思量到使芯筒混凝土“提前”完毕大部分的缓变.如果为了普及动工的真足进度支缩芯筒与周边钢框架之间时间好,不妨采与主动补偿要领.所谓补偿是指周边钢结构柱正在下料时思量到由于弹性压缩及混凝土缓变而爆收的横背变形好,以若搞层为一段安排柱的少度,使各层的横背变形好统制正在很小的范畴内,不至于给结构制成太大效率.天然,主动要领战主动要领正在动工中不妨共时使用.4.1 主动符合主动要领是先动工缓变量较大的构件,待那些构件完毕大部分缓变后再动工与之贯串、相邻的构件.以本工程采与的核芯筒_中钢框架体系为例,混凝土核芯筒常采与滑模动工,芯筒动工超前周边钢框架的拆置战楼盖体系的动工.普遍超前的进度为5-15层.超前进度的几应试虑动工工期战动工支配里的央供,共时思量到使芯筒混凝土“提前”完毕大部分的缓变.从问题的真量去道,统制缓变与中断应最先从混凝土资料自己收端,安排混凝土的组成资料及协共比,采与合理的保护要领,尽管减小混凝土的缓变战中断.普遍认为,混凝土结硬历程中特天是结硬初期,火泥火化凝结效率引起体积的凝缩,以及混凝土内游离火分挥收劳集引起的搞缩,是爆收中断变形的主要本果.注意保护,正在干度大、温度下的环境中结硬则中断小;体表比间接波及混凝土中火分挥收的速度,体表比比值大,火分挥收缓,中断小;稀真的混凝土中断小;火泥用量多、火灰比大、中断便大;用强度下的火泥制成的混凝土中断较大;骨料的弹性模量下、粒径大,所占体积比大,中断小.当钢筋混凝土筒体先于钢框架动工时,应试虑动工阶段钢筋混凝土筒体正在风力及其余荷载效率下的不利受力状态,型钢混凝土构件应验算正在浇筑混凝土之前钢框架正在动工荷载及大概的风载效率下的拆载力、宁静及位移,并据此决定钢框架拆置与浇筑混凝土楼层的隔断层数.混凝土正在软化后战使用历程中,受百般果素效率而爆收变形,主要有化教中断、搞干变形、温度变形战荷载效率下的变形等,那些皆是使混凝土爆收缝隙的要害本果,间接效率混凝土的强度战耐暂性.4.2 主动补偿为了普及动工的真足进度支缩芯筒与周边钢框架之间时间好,不妨采与主动补偿要领.所谓补偿是指周边钢结构柱正在下料时思量到由于弹性压缩及混凝土缓变而爆收的横背变形好,以若搞层为一段安排柱的少度,使各层的横背变形好统制正在很小的范畴内,不至于给结构制成太大效率.别的安排者应从结构构制圆里去办理横背变形好别问题,可采用以下规划:1)抗为普及侧背刚刚度,缩小火仄位移,正在某些超下层结构中常树坐刚刚臂(加强层).由于刚刚臂具备很大的刚刚度,正在安排时可思量由它去负担横背变形好爆收的内力,充分天力用了刚刚臂对付结构火仄及横背个性的孝敬.2)搁正在结构符合的位子树坐柔性节面以符合结构的横背变形好.安排者可利用那些关键位子的少量柔性对接去“释搁”由于混凝土缓变中断所引起的次应力战次直矩.启沉构件与非启沉构件之间的柔性对接可预防启沉构件将次应力传给非启沉构件.正在巨型结构体系中,二级启沉构件可通过特殊的节面构制将横背变形好的效率节制正在5--7层,那5--7层可瞅做一节,每节之间不妨正在横背自由伸缩.安排那种仅节制火仄位移而不节制横背位移的节面构制是关键.3)先搁后抗正在火仄构件与横背构件的某些对接部位树坐后浇戴.如正在芯筒周圈与楼板的对接处设后浇戴,从而灵验天缩小了正在楼板中引起次应力.4)防对付钢筋混凝土结构兴办,安排横背构件的配筋率、里积体积比、应力强度比,使各横背构件的缓变、中断个性基础普遍,从而减小横背变形好.至于采与哪种安排对付策去抵挡大概符合变形好,应概括思量结构的力教本能战经济性.别的,拟定合理的动工规划,庄重安插横背结构构件的动工程序战动工时间好,对付统制结构的横背变形好别也利害常灵验的.天然,主动要领战主动要领正在动工中不妨共时使用.统制结构横背变形应从安排、动工、监测三圆里分离起去举止.动工前,应尽早决定混凝土的协共等到动工规划,以便对付本量协共比的混凝土举止考查,本去不竭建正混凝土缓变战中断变形的估算截止.动工历程中宜举止真时监测,对付混凝土缓变战中断的预测值不竭举止建正,从而提出处理该变形的动工提议,产死“安排—预测—动工—监测—建正—动工”的统制模式.。

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(一)核心筒整体变形控制在高层钢框架—钢筋混凝土核心筒混合结构中,由于框—筒竖向构件的材料不同、应力不同以及混凝土的收缩和徐变、施工安装的时间差、结构不同部位的温度差等影响, 将导致竖向构件之间的竖向变形差异, 其中钢构件的压缩大于混凝土构件的压缩。

由于同一结构中不同竖向构件的材料特性及应力水平的差异,将导致这种混合体系产生显著的竖向变形差。

根据国内外多个工程实测表明:若不包括温度变形,钢筋混凝土柱的弹性变形和徐变、收缩变形之和大约每400m高度可达100mm,徐变和收缩变形之和约为弹性变形的两倍。

这些与时间和环境相关的变形将使结构随时间发生显著的内力重分布,也会给非结构构件带来不利影响,还可能影响设备的安装和使用。

为了能尽可能的控制核心筒的整体变形,我们应对各种变形的原因进行分析,找出对应的解决措施。

1、混凝土结构徐变混凝土在持续荷载作用下会发生徐变变形,徐变的存在会使混凝土结构的强度降低,缩短其使用寿命。

混凝土是一种主要用于承受压力的脆性材料,其抗压强度远远高于抗拉强度。

混凝土生产徐变的原因,一般认为是由于在长期荷载作用下,水泥石中的凝胶体产生粘性流动,向毛细管内迁移,或者凝胶体中的吸附水或结晶水向内部毛细孔迁移渗透所致。

从水泥凝结硬化过程可知,随着水泥的逐渐水化,新的凝胶体逐渐填充毛细孔,使毛细孔的相对体积逐渐减小。

在荷载初期或硬化初期,由于未填满的毛细孔较多,凝胶体的迁移较容易,故徐变增长较快。

以后由于内部移动和水化的进展,毛细孔逐渐减小,徐变速度愈来愈慢。

徐变是混凝土这种粘弹性材料的重要性质之一。

通常对于混凝土结构会因为徐变而使得变形不断增大 ,或者带来预应力损失 ,人们十分熟悉。

但是另一方面,徐变会使混凝土的温度或其他收缩变形受约束时产生的应力得到松弛。

事实上 ,长期以来结构混凝土因为各种收缩变形受约束而并未引起广泛开裂的重要原因,是早期强度增长较缓慢的混凝土徐变松弛作用显著的结果。

以一组数据来说明徐变的作用[1 ]:设混凝土达到温峰后下降幅度为 3 0℃ ,其弹性模为 3 0GPa,线胀系数 1 0× 1 0 -6,如果不存在徐变 ,则引起的拉应力可高达 9MPa ,显然任何普通混凝土都无法承受这样大的应力而产生开裂,由此可见徐变的影响之大。

徐变与混凝土强度通常是反向发展的,使普通混凝土原来具备开裂后的自愈能力完全丧失 ,因此一旦混凝土开裂就无法再愈合 ,而且在外界荷载与环境条件 (包括干湿、冷热循环 )作用下继续收缩,使裂缝会进一步连通和扩展。

1.1、徐变产生的机理分析徐变是指在固定应力或荷载作用下,应变随时间的增长而继续不断发展的一种现象。

它是一个复杂的物理和化学过程,将其主要机理分为:1)在应力作用下、在吸附水层的润滑作用下,水泥胶凝体的滑动或剪切所产生的水泥石的粘稠变形。

2)在应力作用下,山于吸附水层的渗流或层间水转移而导致的紧缩。

3)由于水泥胶凝体对骨架(由骨料和胶体结晶组成)弹性变形的约束作用所引起的滞后弹性变形。

4)由于局部破裂(在应力作用下发生微裂及结晶破坏)以及重新结晶与新的联结而产生的永久变形1.2、混凝土徐变的影响因素混凝土的徐变和许多因素有关。

水灰比较小或混凝土在水中养护时,同龄期的水泥石中未填满的孔隙较少,故徐变较小。

水灰比相同的混凝土,水泥用量愈多,即水泥石相对含量愈大,其徐变愈大。

混凝土所用集料弹性模量较大时,徐变较小。

此外,徐变与混凝土的弹性模量也有密切关系。

一般弹性模量大者,徐变小。

混凝土徐变还与集料级配、粗集料最大粒径、养护条件、受荷应力种类、温度等因素有关。

根据混凝土徐变的机理,可得出影响混凝土徐变的主要因素:徐变与混凝土强度通常是反向发展的,使普通混凝土原来具备开裂后的自愈能力完全丧失 ,因此一旦混凝土开裂就无法再愈合 ,而且在外界荷载与环境条件 (包括干湿、冷热循环 )作用下继续收缩 ,使裂缝会进一步连通和扩展。

国内水泥这些年来的变化 ,也促使混凝土的徐变能力发生了同样的演变。

徐变变形规律(1)当应力水平相对较低时(如图),在持续荷载作用下,其变形虽然随着时间的增加而有所增长,但增长速度缓慢,试件在持续荷载作用下历时一个月而未破坏.这可能是由于存在某一应力水平(长期强度),当持续荷载在这一应力水平以下时,构件不会发生徐变破坏。

应力水平为70%时徐变变形曲线(2)当在较高应力水平时(如图),其变形随时间的增加不断增长,直至构件发生徐变破坏.这类徐变曲线一般可以分为3个阶段:在第1阶段,徐变速率随时间的增长逐渐减小,该阶段是混凝土由瞬时弹性阶段向徐变变形转化的过渡阶段,称为徐变减速阶段;在第2阶段,徐变速率随时间的增加变化很小,徐变曲线接近直线,称之为稳定徐变阶段,混凝土内部的微裂缝在该阶段开始萌生与扩展;到了第3阶段,微裂缝得到进一步扩展并贯通为宏观裂纹,该阶段中的徐变速率随时间的增加不断增大,并最终导致材料破坏,称之为徐变加速阶段。

应力水平为85%时徐变变形曲线混凝土的收缩和徐变密不可分,两者同时对结构的长期变形产生影响,不能把两者完全孤立开。

收缩和徐变作用机理不同,收缩是不依赖于荷载的一种变形,而徐变是依赖于荷载的一种变形,此收缩和徐变要根据其影响机制正确对待。

混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构的变形影响较大,尤其是收缩会引起比较大的附加变形。

收缩量(X10 )(月)混凝土结构收缩曲线图2、风载影响本工程塔体高度将达+432米,受到风力、日照、温差等多种动态作用的影响,核心筒顶部处于偏摆运动状态。

根据类似工程的监测研究表明,塔心在一个白天的位移轨迹,是一个未闭合的近似椭圆形,预测广州西塔核心筒顶部施工期间的摆幅可能会大于15厘米。

其中越到顶部,风力对结构的影响越大。

高层建筑的主要荷载为水平荷载,风荷载是建筑的设计荷载之一,也是高层建筑,高耸建筑的主要荷载之一。

风速的脉动以及横向风涡流的频繁将引起结构顺向风和横向风振动,甚至产生扭转耦合振动,失稳,弛振及颤振。

当结构的自振周期与风振周期接近一致时,有可能使建筑倒塌。

历史上因为风振造成的工程结构坍塌事故实有发生。

美国塔科马港湾上的第一座塔科马桥就是在竣工四个月后的1940年11月7日毁于68千米/小时的风振。

同地震作用相比,风力作用极其频繁且持续时间比较长,因此风力的影响比地震大的多。

高层建筑对风的动力作用比较敏感,建筑物越柔,自振周期越长,风的动力作用也就越显著。

如果在强风作用下产生过大的水平位移和振幅,会使建筑物产生一定的损害或者由于风振引起构件的疲劳破坏。

为了使高层建筑在风力作用下不会发生倒塌,结构开裂和过大的残余变形,就必须研究高层建筑在风振作用下的变形情况,进而采取合理的风振控制措施。

因此研究风对工程结构的作用规律具有重要的现实意义。

高层建筑风振变形的研究主要是研究风振对高层建筑物倾斜,水平位移,竖向变形,不同层面间的扭转变形。

风振测量的方法,常用的是风洞模拟法和现场直接测量法。

为了掌握风振作用下高层建筑物的竖向变形和不同层面的扭转变形,我们可以采用现场直接测量的方法,根据试验获取的数据进行分析,可以对高层建筑在风振作用下的变形规律进行初步的总结,并且在有条件的情况下,建立相应的数学模型,定性定量地分析风振对高层建筑产生的影响。

受风载影响,西塔外筒钢结构和核心筒部分摆动比较大,为了尽量减少风载对筒体结构变形的影响,我们每12层设置一个测量转化层,并且定周期复核,防止误差累积。

具体操作步骤参见工程测量部分主塔楼垂直度控制部分。

通过精确的定位,完全可以将风载的影响控制在容许范围内。

3、日照影响由于日照的影响,混凝土构件和钢构件背面和正面受到的阳光照射不一样,产生的温差导致构件发生变形。

温度变化时,若结构中的构件变形受到约束,那么构件的膨胀、收缩不能自由发生,结构构件就有内力,称为温度内力。

对于一般的低层建筑物.温度变形和温度内力很小,可忽略。

但随着建筑物高度增高、温度内力也越来越大。

日照变形观测应在高耸建筑物或单柱(独立高柱)受强阳光照射或辐射的过程中进行,应测定建筑物或单柱上部由于向阳面与背阳面温差引起的偏移量及其变化规律。

日照变形观测可根据不同观测条件与要求选用下列方法:1 当建筑物内部具有竖向通视条件时,应采用激光铅直仪观测法。

在测站点上可安置激光铅直仪或激光经纬仪,在观测点上安置接收靶。

每次观测,可从接收靶读取或量出顶部观测点的水平位移值和位移方向,亦可借助附于接收靶上的标示光点设施,直接获得各次观测的激光中心轨迹图,然后反转其方向即为实测日照变形曲线图。

2 从建筑物外部观测时,可采用测角前方交会法或方向差交会法。

对于单柱的观测,按不同量测条件,可选用经纬仪投点法、测顶部观测点与底部观测点之间的夹角法或极坐标法。

按上述方法观测时,从两个测站对观测点的观测应同步进行。

所测顶部的水平位移量与位移方向,应以首次测算的观测点坐标值或顶部观测点相对底部观测点的水平位移值作为初始值,与其他各次观测的结果相比较后计算求取。

一般来说,受日照温差影响,晚上日落以后到早上日出以前,向阳面与背阳面温差较小,引起的变形偏位也就比较小,早上10点以后至下午4点以前,由于内外温差较大,核心筒部位变形偏位较大,具体影响曲线如下图:塔楼顶部受日照影响变形曲线注: 1 图中顺序号为观测次数编号,括号内数字为时间;2 曲线图由激光铅直仪直接测出的激光中心轨迹反转而成。

为了减小日照对建筑变形的影响,我们选在0:00~8点之间进行控制测量和投点工作,以尽量减少日照变形对施工的影响和轴线偏差的影响。

4、竖向变形差的解决方案对于超高层结构的竖向变形差异问题,可以从材料和结构两个方面来拟定解决方案。

从问题的本质来讲,控制徐变与收缩应首先从混凝土材料本身着手,调整混凝土的组成材料及配合比,采用合理的养护方法,尽量减小混凝土的徐变和收缩:(1)降低混凝土中水泥在水化过程中的水化热,提高混凝土和易性,减少水灰比,增加混凝土的密实性和提高混凝土抗拉强度,减少混凝土在施工过程中由于温差过大产生膨胀与收缩应力。

(2)延长混凝土初凝及终凝时间,因为水泥在水化的总发热量是个常数,延长升温与降温时间,不致于使温度梯度产生峰值,使膨胀与收缩的应力达到最高值,裂缝迅速加大。

(3)合理选用混凝土粗细骨料,水灰比,掺适量微膨胀剂,缓凝剂,使结构产生自应力,来提高混凝土的抗拉能力,减少由于热胀冷缩产生结构裂缝及提高抗渗能力。

(4)加强混凝土的养护,采取有效表层保温,保湿措施,使外界气温与混凝土表面温差不宜过大,散热过快,并保持足够水份,使混凝土水化与凝固更完善,减少温度梯度,膨胀与收缩更均匀。

(5)严格控制水灰比,水是影响混凝土收缩主要因素,因混凝土中水份大部分蒸发引起混凝土内部形成很多毛细孔,降低混凝土抗拉强度、收缩变形也同时发生,因此采用减水剂、减少水灰比,改善混凝土和易性,从而提高混凝土的抗拉强度,减小混凝土徐变和收缩量。

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