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高层建筑超长大体积混凝土底板裂缝控制研究

谈滢涛  
【摘要】: 随着大体积混凝土结构在现代工程建设中的广泛应用,其结构性能与施工技术已成为工程界研究关注的热点之一。在混凝土浇筑和硬化前期,水化热形成了复杂的温度场,由此形成的温度应力易于导致结构非荷载开裂,对该类结构的承载性能与安全使用寿命造成不可忽视的威胁。 本文首先从混凝土水化热温度场及相关计算方法论证入手,以苏州科技园科技新天地工程为背景,采用ANSYS有限元软件,仿真计算了大体积混凝土底板浇筑后一个月的温度分布规律,并在温度场计算的基础上进行了温度徐变应力的仿真计算,从而对用有限元计算方法预测温度场和温度徐变应力、为实现温度所致开裂的趋势评估、制定科学的降温措施的目标等提供了阶段性的成果。其次,根据计算结果设计了先进的温度场实时监测计划,在工程现场埋设了大量的温度传感器,采用混凝土温度测试仪实时记录温度,分析了施工期混凝土温度场实际发展变化规律并和有限元结果进行了对比分析;在工程现场埋设了差动式应变计对混凝土应变进行了监测,分析了混凝土应变随龄期变化的规律。最后从结构设计、混凝土材质、施工措施等方面总结了大体积混凝土温度裂缝控制的方法。 在上述的研究工作的基础上得出了,一些重要的研究成果:⑴采用有限元法仿真计算混凝土温度场和温度徐变应力,对温度所致开裂进行评估和制定科学的温度控制方案是行之有效的;⑵在温度控制中采用预埋温度传感器和采用混凝土温度测试仪巡回检测混凝土温度,可大大提高测温精度,能及时测温并打印报告。此法方便、经济,值得推广;⑶实践证明补偿收缩混凝土对大体积混凝土浇筑中期的干缩和冷缩有一定的补偿作用;⑷采用差动式应变计对大体积混凝土应变、自生体积变形等进行监测,从而了解混凝土内部受力变化情况,可以对裂缝控制的效果进行科学的评估,所测数据能为今后类似工程的裂缝控制提供科学的参考依据;⑸裂缝控制要全面考虑各方面的因素,从系统论的高度制定科学周密的裂缝控制方案。


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