地下连续墙裂缝宽度计算与控制的研究

摘要

当前，上海的地铁建设迈入了一个高速迅猛的发展阶段，越来越多地铁车站即将投入建设。在上海这样建筑物密集的市区建造地铁车站，大都采用地下连续墙作为其围护结构，部分还把其作为以后的内部侧墙。地下连续墙作为修筑于地层中的钢筋混凝土结构，除应满足承载力极限状态要求外，还应满足正常使用极限状态的要求。因我国还没有相关的规范，故其裂缝宽度的验算与控制标准是根据《混凝土结构设计规范》的有关规定进行的。在按承载力配筋的情况下其裂缝宽度的计算结果往往偏大，部分设计人员则通常采取增大配筋率的保守方法。因车站结构中板的钢筋和侧墙的钢筋是通过预埋接驳器来实现连接的，增大配筋率会使得混凝土的有效面积减少，容易引起应力集中、接头处的开裂和渗漏，反而不能达到原先减少裂缝的目的，且造成了很大的浪费，适得其反。本文结合上海市某单层墙地铁车站地下连续墙裂缝宽度验算实例和裂缝基本理论，对地下连续墙裂缝宽度的验算方法和控制进行了研究。首先，详细介绍了裂缝的类型、成因、危害和控制标准，对由荷载引起的裂缝宽度计算理论进行了叙述，并介绍了我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)推荐的裂缝宽度计算方法以及国外的几种计算方法。其次，通过一个工程实例的裂缝宽度验算中所出现问题的分析，探讨了《混凝土结构设计规范》推荐裂缝宽度计算公式在地下连续墙验算应用时出现的问题，并对公式提出了修正意见。再次，把承载力极限状态和正常使用极限状态联系起来研究，提出直接利用强度计算结果控制裂缝宽度于允许值之内的原理；推导了地下连续墙的直接控制方程，并对直接控制方程的曲线进行了简化和介绍了应用方法。最后，推导了配筋率与使用弯矩、极限弯矩之间的正反关系公式，并给出相应的关系曲线，探讨了裂缝宽度控制标准的取值对于用钢量(配筋率)的影响；介绍了几种外国规范中最新的对裂缝控制的一些配筋规则并对地下连续墙的裂缝控制提出了几点建议。关键词：地下连续墙，裂缝，裂缝宽度，裂缝控制

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题的提出和研究意义

1.2国内外研究现状和存在的问题

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3本论文的主要工作

第2章 钢筋混凝土构件的裂缝

2.1概述

2.1.1裂缝的类型和成因

2.1.2裂缝的危害

2.1.3裂缝控制的原因和标准

2.2裂缝宽度计算理论的发展概况

2.2.1粘结滑移理论

2.2.2无滑移理论

2.2.3粘结滑移理论与无滑移理论的结合

2.3裂缝宽度的计算方法

2.3.1半理论半经验的计算方法

2.3.2以数理统计方法为基础的计算方法

2.4几种计算方法的介绍

2.4.1混凝土结构设计规范推荐的公式

2.4.2王铁梦建议的模型

2.4.3外国规范的计算公式

第3章 地下连续墙裂缝宽度的验算

3.1工程实例验算

3.1.1实例介绍

3.1.2裂缝宽度验算

3.2验算结果分析

3.3修正意见

第4章 裂缝宽度允许值的直接控制

4.1概述

4.2直接控制方法的原理

4.3直接控制方程的推导

4.4直接控制方程的分析

4.4.1直接控制方程ρ-deq,max曲线

4.4.2影响因素分析

4.5直接控制方程曲线的简化与应用

第5章 地下连续墙裂缝控制标准与方法的讨论

5.1概述

5.2配筋率及裂缝宽度标准对弯矩的影响

5.2.1公式推导

5.2.2地下连续墙的ρ、Wlim和Mk、Mu的关系分析

5.3地下连续墙裂缝控制规则的讨论

5.3.1几种规范的裂缝控制配筋规则的介绍

5.3.2地下连续墙裂缝控制的几点建议

第6章 结论与展望

6.1本文的主要研究成果和结论

6.2进一步工作的展望

参考文献

致谢