地下室钢筋混凝土外墙板非荷载作用裂缝控制研究

摘要

该文旨在研究地下室外墙板裂缝控制,其模型实质是对受基础约束墙板裂缝控制的研究.首先研究了基础对墙板的约束程度,通过大量数值计算,回归拟合得到了不同长高比、不同长度的钢筋混凝土墙板在发生非荷载变形时受基础的约束程度.回归公式表明,墙板上不同点所受基础的约束程度不仅与墙板的长高比有关,而且还与墙板的长度、高度两个单项因素有关.该文的计算结果与ANSYS计算结果对比表明,拟合公式能较好地反映墙板上各点受基础约束程度,使约束程度的计算公式具有连续性和通用性.有了这一拟合公式后,计算墙板控制截面、控制点上的各非荷载变形引起的非荷载应力将变得较为简单.利用非荷载应力简化计算方法,对各种非荷载应力进行了计算分析.分析研究表明气候变化引起的温度应力、混凝土的收缩应力和水化温升引起的温度应力是引起墙板开裂的主要因素.最后编制了综合非荷载应力计算程序和裂缝控制设计流程,供裂缝控制设计和抗裂分析使用.对构造配筋、设置应力释放带和使用微膨胀混凝土等控制裂缝的有效措施进行了讨论.分析墙板受基础约束程度的变化规律,可知构造配筋的作用效果可以直接按照仅两端受固支约束的构件进行讨论,讨论结果表明通过构造配筋可以提高外墙墙板的抗开裂能力和有效控制墙板开裂之后的裂缝宽度发展,并提出了混凝土应力应变与配筋率之间的关系、合理的配筋率、裂缝宽度与配筋率之间的关系、裂缝宽度与裂缝数量之间的定量关系等,可以作为设计控制的理论依据.对设置应力释放带的地下室外墙板进行了非荷载应力对比计算.通过分析可知,设置释放带宜短些,否则失去作用.在此基础上推导了微膨胀混凝土的极限伸缩缝长度计算实用公式.该文取湖南省的最不利气候条件,讨论了在使用微膨胀混凝土时如何通过温度控制进行裂缝控制.定量计算的结果可以用于指导实际工程设计.

目录

文摘

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第1章绪论

1.2文献综述

1.3研究内容的确定

第2章地下室外墙板非荷载变形及应力分析基础

2.1大体积混凝土的定义

2.2混凝土的温度变形

2.2.1水化引起的温度场的纯理论解推导

2.2.2结合初边界条件的讨论

2.3混凝土的收缩变形

2.4混凝土徐变变形

2.5钢筋混凝土墙板中的自约束变形

2.5.1干湿变形引起的自约束变形

2.5.2自生体积变形引起的自约束变形

2.5.3徐变引起的自约束变形

2.6非荷载变形引起的钢筋和混凝土的应变和应力

2.6.1钢筋变形、混凝土变形和非荷载变形之间的关系

2.6.2非荷载变形引起钢筋和混凝土的应力

2.7结论

第3章基础对钢筋混凝土墙板的约束系数

3.1墙板受基础约束程度计算方法对比分析

3.2墙板受基础约束程度计算的简化模型

3.2.1简化理论模型的拟合公式

3.2.2模型修正

3.3可信度验证

3.4结论

第4章地下室钢筋混凝土外墙板非荷载应力分析

4.1墙板温度应力

4.1.1厚度方向上的温差引起的温度应力

4.1.2长度方向上由于受基础约束引起的温度应力

4.1.3季节温差引起的温度应力

4.2墙板混凝土收缩受基础约束而引起的收缩应力

4.2.1收缩应力计算公式

4.2.1算例分析

4.3墙板混凝土收缩引起的钢筋和混凝土之间的自约束应力

4.3.1自约束应力计算公式

4.3.2算例分析

4.4墙板非荷载应力计算程序框图

4.4.1程序编制

4.4.2工程实例分析

4.5结论

第5章地下室外墙板非荷载裂缝控制措施讨论

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5.1.1构造配筋控制裂缝作用的分析模型

5.1.2构造配筋控制裂缝产生的作用

5.1.3构造配筋控制裂缝发展的作用

5.2设置应力释放带控制裂缝

5.2.1工程实例分析

5.2.3微膨胀混凝土墙板结构的伸缩缝极限长度的计算

5.3材料措施(微膨胀混凝土)控制裂缝

5.4施加预应力控制裂缝

5.5结论

结论

参考文献

致谢