大面積混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮應(yīng)力與裂縫控制及動力分析.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制一直是建筑工程中普遍關(guān)注的問題，特別是最近30年來，結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)規(guī)模日趨宏大，超長超大現(xiàn)澆施工的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大量出現(xiàn)，再加上泵送商品混凝土施工工藝廣泛采用，使得溫度收縮作用引起的變形裂縫問題日益突出。一些大型場館、立體車庫、航空站樓及多層廠房等工業(yè)與民用建筑，由于使用功能、施工過程及結(jié)構(gòu)整體性等方面的要求，結(jié)構(gòu)平面尺寸往往超過規(guī)范限定值而不設(shè)伸縮縫，這類結(jié)構(gòu)稱為大面積混凝土結(jié)構(gòu)。如何采取設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范

2、控制該類結(jié)構(gòu)的裂縫在規(guī)范允許范圍內(nèi)，保證其正常工作是當(dāng)前工程領(lǐng)域內(nèi)迫切需要解決的、高難度的研究課題，本文以實(shí)際工程為背景，開展了大面積混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮應(yīng)力與裂縫控制的研究，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動力分析，主要工作及成果如下: 1、對大平臺工程進(jìn)行了一年的觀察測試，通過實(shí)驗(yàn)室對工程使用的混凝土基本材料性能隨齡期變化的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)和對大平臺預(yù)埋元件的監(jiān)測記錄分析對比，得出了測試數(shù)據(jù)擬合的混凝土強(qiáng)度、彈性模量、收縮徐變等材料參數(shù)隨齡期變化的曲線

3、，并通過數(shù)據(jù)擬合給出計(jì)算公式。 2、分析了溫度收縮應(yīng)力的影響因素。目前使用的泵送商品混凝土中，最主要的影響因素是混凝土的收縮，找到混凝土的收縮規(guī)律，提出控制收縮的有效方法是施工期間留設(shè)后澆帶，按照收縮應(yīng)力小于允許應(yīng)力的條件，確定后澆帶的留置數(shù)量和留設(shè)間距，討論了后澆帶處連續(xù)鋼筋對約束拉力的影響，提出后澆帶封閉的最適宜時(shí)間是混凝土澆注40天，這樣，混凝土在封閉前大約完成50％的收縮，可以有效地減小溫度收縮應(yīng)力。 3、研究豎

4、向構(gòu)件的約束對溫度應(yīng)力的影響，提出合理的方案是釋放約束，將梁柱的固定連接改為鉸連接，由溫差產(chǎn)生的應(yīng)力可以降低60％。豎向構(gòu)件柱子的側(cè)向剛度變化對溫度應(yīng)力也會產(chǎn)生影響，柱子截面尺寸增大2.5倍，溫度應(yīng)力增大4-5倍，側(cè)向位移減小2.3倍，通過增大柱子截面來減小結(jié)構(gòu)側(cè)移的方法是不可取的。 4、分析裂縫開展的機(jī)理及裂縫寬度的計(jì)算理論，軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件開裂前后剛度的變化，在不同的約束條件下，隨著荷載的變化，從第一條裂縫的產(chǎn)生到形成

5、穩(wěn)定裂縫的發(fā)展過程以及混凝土強(qiáng)度的變化關(guān)系式。 5、研究作用于大面積混凝土結(jié)構(gòu)的荷載，溫度收縮荷載是主要荷載，由于混凝土自身特性，從材料的線性和非線性對比分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下，大部分構(gòu)件都已開裂而進(jìn)入非線性狀態(tài)，鋼筋并未屈服仍在彈性狀態(tài)下工作，用彈塑性分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形才能反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)與非線性有限元計(jì)算結(jié)果吻合較好，說明選取模型合理，計(jì)算可靠。 6、對大面積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗