超长混凝土框架楼板的抗裂研究

摘要

随着我国建设的发展，超长混凝土结构的应用越来越受到关注，并广泛采用。超长混凝土的结构特点就是结构的长度超过规范限值，温差和约束引起的应力较大，往往造成结构开裂，影响正常使用。鉴于这种情况，裂缝成为超长混凝土结构亟待解决的问题。目前，本着“抗”与“放”的原则，超长混凝土结构一般通过材料、设计、施工三方面入手来进行裂缝控制研究。
　　 超长混凝土结构裂缝产生的原因很多，且复杂。本文利用结构的破坏机理对超长混凝土结构进行了裂缝分析，认为温度及收缩变形对裂缝的产生有着重要的影响，且该种因素产生的裂缝占80％左右，不容忽视。同时认为，约束程度对裂缝的产生也有相当的影响。本文通过考虑柱子对楼板的约束这一裂缝产生的原因，并考虑到混凝土的温度及收缩变形，对混凝土超长板结构进行相关理论分析。同时，本文还利用了ANSYS软件对超长混凝土楼板进行模拟分析。分别分析了在四种不同温度工况下，模拟柱的约束条件下板的温度应力和位移以及裂缝的分布和积分点的压碎状况，通过模拟分析不难看出在柱与板交界处压碎最明显，应力在柱子支撑部位变化十分剧烈。从数值上看，对于整个楼板而言，温度应力最大的位置并不是发生在楼板的中部，而是位于最外侧的梁柱交界处，且应力明显大于不动点附近的楼板应力。
　　 本文紧密结合工程实践，在总结已有裂缝控制技术成果的基础上，从施工工艺和材料、配合比、外加剂等方面进行改善提出了采用膨胀加强带的措施。相较后浇带，本文重点讲述了膨胀加强带，首先进行抗裂分析，再次结合膨胀加强带的基本原理对膨胀加强带的设置位置以及带宽等进行了分析确定。
　　 希望本文能对超长混凝土结构裂缝的研究及控制起到一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 超长混凝土结构裂缝概述

1.1.1 超长混凝土结构的基本概念

1.1.2 超长混凝土结构裂缝

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内

1.2.2 国外

1.3 本课题研究的内容、特点、意义

第二章 超长混凝土结构破坏机理

2.1 超长混凝凝土裂缝成因

2.1.1 温度应力引起的裂缝

2.1.2 混凝土收缩应力导致的裂缝

2.2 结构的约束

2.2.1 约束应力的产生

2.2.2 柱对楼板的约束

2.3 温度作用

2.4 混凝土的几种材料性能研究

2.4.1 混凝土的材料

2.4.2 混凝土的徐变

2.4.3 混凝土的强度

2.4.4 混凝土的弹性模量

2.5 超长混凝土结构楼板裂缝产生的危害

2.6 混凝土结构裂缝的修补

2.7 本章小节

第三章 超长混凝土温度场和温度应力

3.1 超长混凝土温度场的基本理论

3.1.1 混凝土热学性能的简介

3.1.2 热传导微分方程

3.1.3 边值条件

3.1.4 求解方法

3.2 超长混凝土温度应力

3.2.1 温度应力一

3.2.2 温度应力的特点

3.2.3 温度应力的发展过程

3.2.4 温度应力与变形的关系

3.2.5 混凝土板的自生应力

3.3 超长混凝土结构温度应力计算

3.3.1 超长混凝土框架梁温度应力计算

3.3.2 超长混凝土框架楼板温度应力计算

3.3.3 柱约束下超长混凝土框架结构楼板的温度应力计算

3.4 超长混凝土结构抗裂计算

3.5 本章小结

第四章 柱约束下的超长框架楼板的温度应力仿真分析

4.1 ANSYS模拟分析重要内容

4.1.1 ANSYS分析的主要步骤

4.1.2 混凝土的具体参数的确定

4.1.3 结果的收敛性

4.2 超长框架楼板在ANSYS中的实现

4.2.1 模型的建立

4.2.2 工程概况

4.3 理论结果分析

4.3.1 板的温度变形

4.3.2 板的温度应力及开裂分析

4.4 本章小结

第五章 超长混凝土楼板的裂缝控制措施及膨胀加强带的应用一

5.1 裂缝控制措施

5.1.1 材料方面

5.1.2 设计方面

5.1.3 施工方面

5.2 膨胀加强带在工程实践中的应用

5.2.1 基本原理

5.2.2 膨胀加强带的布置原则及构造形式

5.3 膨胀加强带的施工技术方案

5.3.1 抗裂分析

5.3.2 膨胀加强带数量的确定

5.3.3 膨胀混凝土配合比

5.3.4 施工工艺

5.3.5 其他措施

5.4 超长结构设计及工程施工的主要措施

5.5 本章小结

第六章 结语和展望

6.1 结语

6.2 展望

参考文献

致谢