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基于应力场的大体积混凝土早期裂缝监控与预测

 

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 大体积混凝土的定义

1.3 大体积混凝土裂缝的种类

1.4 大体积混凝土应力场及裂缝的研究概况

1.5 大体积混凝土结构设计与施工的特点

1.6 本文的主要研究内容

第2章 混凝土的热学参数及抗裂指标

2.1 混凝土执学性能参数

2.1.1 混凝土的比执、导执系数与导温系数

2.1.2 混凝土的线膨胀系数

2.2 大体积混凝土温度的计算

2.2.1 水泥水化执及混凝土绝执温升

2.2.2 混凝土的拌和温度

2.2.3 混凝土的浇筑温度

2.3 混凝土的抗裂性能

2.3.1 混凝土的开裂和裂纹研究概况

2.3.2 抗裂性能指标的选择

第3章 大体积混凝土温度裂缝的产生及原因

3.1 大体积混凝土温度裂缝的产生的机理

3.2 大体积混凝土温度裂缝的分类

3.2.1 大体积混凝土内部温度裂缝

3.2.2 大体积混凝土施工阶段的温度裂缝

3.3 大体积混凝土温度裂缝产生的原因

3.3.1 水泥的水化执是大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因

3.3.2 拌和温度、浇筑温度与外界气温的影响

3.3.3 约束条件的影响

3.3.4 干缩变形影响

3.3.5 大体积混凝土几何尺寸和导执性能对温度裂缝的影响

3.3.6 配筋对大体积混凝土温度裂缝的影响

3.4 本章小结

第4章 大体积混凝土裂缝的控制方法

4.1 提高大体积混凝土抗裂性能的设计措施

4.2 选择合适的结构形式及合理的分缝分块

4.3 合理选择原材料及优化混凝土配合比

4.4 提高混凝土施工质量以及改善混凝土性能

4.5 加强混凝土的温度监测

4.6 加强混凝土的保温和养护工作

4.7 大体积混凝土的信息化施工

4.8 本章小结

第5章 大体积混凝土应力场的研究

5.1 孰传导方程

5.1.1 执传导方程

5.1.2 初始条件和边界条件

5.1.3 第三类边界条件的近似处理

5.1.4 表面保温层计算

5.2 混凝土的基本物理力学性能

5.2.1 混凝土的弹性模量

5.2.2 混凝土的强度

5.2.3 混凝土的收缩及收缩当量温差

5.2.4 混凝土各龄期的综合温差及总温差

5.2.5 混凝土的温度收缩应力计算

5.2.6 混凝土的松弛系数

5.3 混凝土稳定温度场计算

5.3.1 混凝土温度场的概念

5.3.2 稳定温度场的计算方法初探

5.4 混凝土温度及温度应力分析

5.4.1 大体积混凝土温度变化过程

5.4.2 混凝土温度应力的基本概念

5.4.3 混凝土温度应力的发展过程

5.4.4 混凝土温度应力的类型

第6章 大体积屁凝土应力场仿真分析初探

6.1 引言

6.2 ANSYS在大体积混凝土温度场仿真中的应用

6.2.1 ANSYS软件主要功能

6.2.2 ANSYS在大体积混凝土执分析中的应用

6.3 大体积混凝土ANSYS模拟的主要问题

6.4 仿真模拟工程算例

6.4.1 问题的描述

6.4.2 模型的建立及网格划分

6.4.3 图形结果分析

6.5 本章小结

第7章 工程实例计算分析

7.1 工程概况

7.2 混凝土的裂缝控制措施

7.2.1 混凝土的浇筑

7.2.2 控制温度和收缩裂缝的措施

7.3 混凝土温度计算及表面裂缝控制

7.3.1 混凝土内部最高绝执温升值计算

7.3.2 混凝土中心最高温度计算

7.3.3 混凝土内部与表面最大温差计算

7.3.4 保温养护措施分析

7.4 混凝土温度裂缝控制计算

7.4.1 各龄期混凝土收缩值计算

7.4.2 各龄期混凝土收缩当量温差计算

7.4.3 各龄期混凝土弹性模量计算

7.4.4 混凝土温度收缩应力计算

7.4.5 各龄期的混凝土抗拉强度计算

7.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

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摘要

随着国民经济的飞速发展,工业与民用建筑中超长、超厚以及异形的大体积混凝土结构日趋扩大和复杂。与一般的钢筋混凝土相比,大体积混凝土具有边界条件复杂、几何尺寸较大、施工技术和质量要求较高等特点。大体积混凝土在施工过程中,经常发生由于不同应力场作用下所引起的应力而使混凝土产生结构性裂缝。随着混凝土龄期的增长,裂缝有时甚至还会贯通。这些裂缝与干缩裂缝一起,不仅降低了结构物的耐久性,而且严重时还会影响结构的正常使用。准确预测大体积混凝土的应力场是有效控制早期裂缝的保障,因此基于应力场的大体积混凝土早期裂缝监控与预测,是大体积混凝土施工质量控制的一个重要的研究课题。
   本文结合中国石油庆阳石化公司300万吨搬迁改造项目中的大体积混凝土工程,阐述了基于应力场的大体积混凝土早期裂缝产生的原因及影响因素;分析了大体积混凝土结构边界条件、几何尺寸以及配筋率对应力场的影响;初步探讨了温度因素以及非温度因素所引起的不同应力场;重点总结出了温度因素所引起应力场的计算方法以及大体积混凝土早期施工质量控制的具体技术措施。
   基于热传导基本理论,结合工程实例,介绍了有限元分析的原理及一般的模拟分析过程,运用大型有限元分析软件ANSYS,对大体积混凝土施工过程进行了仿真模拟,预测其早期应力场的分布情况,从而为大体积混凝土的早期施工质量控制提供理论参考依据,并将所得结果与实测结果对比分析,结果表明ANSYS的仿真分析可以为大体积混凝土早期施工质量控制提供技术参考。

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