某机场混凝土围界异常开裂成因分析

摘要

钢筋混凝土结构是目前最常见的结构形式，开裂严重影响钢筋混凝土寿命，造成钢筋混凝土开裂的原因有很多，分为内因和外因，内因是所使用材料或结构形式造成的开裂，外因是外部载荷作用使之开裂。有时候并非单一因素而是多种原因综合作用导致结构开裂，增加了探究钢筋混凝土结构开裂原因和修复的难度。某机场围界分隔柱与顶部横梁连接处发生严重开裂，简单修复未能解决问题。通过现场结构检测，结合有限元分析软件，分析机场围界顶部横梁与分隔柱连接处混凝土异常开裂成因。
　　根据现场检测结果讨论分析了裂缝可能成因，采用有限元分析软件ANSYS进行数值模拟，模拟弹性状态下围界在温度应力、基础不均匀沉降应力以及混凝土收缩应力等单一工况下受力状况，应力应变云图及分析结果表明：异常开裂可能是温度不均匀分布应力和混凝土收缩应力综合作用的结果。采用SOLID65号单元对围界进行进行非线性屈曲分析，模拟了围界在温度应力和混凝土收缩应力单一以及综合作用下的开裂状况，开裂情况与实际开裂情况吻合。
　　围界是在温度应力和混凝土收缩应力综合作用下导致开裂，混凝土收缩应力减小了围界承受拉应力的能力，顶部横梁局部温度高于围界平均温度，造成分隔柱开裂；之后顶部横梁局部温度低于围界平均温度，造成顶部横梁开裂。并根据检测与分析结果对围界提出三条预防措施：1、构件需要大于等于规范规定最小配筋率；2、不能使用直径4mm的光圆钢筋，根据规范规定钢筋直径至少6mm的带肋钢筋，可以提高混凝土与钢筋之间的握裹力；3、需要每隔至多20m设置温度伸缩缝，其中基础可不断开；4、对围界两端施加约束。对于今后寻求异常开裂原因有指导意义，对于今后围界的施工与修复有指导意义。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 混凝土结构开裂国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第2章 结构现场检测与分析

2.1 检测范围与方法

2.2 检测结果及分析

2.3 本章小结

第3章 混凝土非线性分析方法

3.1 混凝土本构关系

3.2 混凝土SOLID65单元破坏准则

3.3 本章小结

第4章 围界在弹性状态下的数值模拟

4.1围界模型

4.2 围界在温度应力下数值模拟

4.3 围界在基础不均匀沉降下数值模拟

4.4 围界在收缩应力下数值模拟

4.5 本章小结

第5章 围界在温度应力下开裂数值模拟及对策

5.1围界模型

5.2 围界在温度应力下开裂数值模拟

5.3 对策分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢