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密肋复合墙板温度损伤模型及裂缝控制方法研究

周军  
【摘要】: 密肋壁板结构是由密肋复合墙板内嵌于隐形框架而形成的一种新型结构体系。本文针对密肋复合墙板在环境温度场的作用下的开裂现象,运用微观力学及断裂力学手段,通过分析变温过程中密肋复合墙板中混凝土框格和蒸压加气混凝土砌块界面上的温度应力以及在粘结界面上形成裂缝的过程,建立密肋复合墙板在温度作用下的损伤模型,研究其损伤规律。并综合考虑各种不同的施工工况对比的结果,给出改进的施工方法以及裂缝控制措施。主要研究内容如下: 1、阐述了损伤的基本原理,并从混凝土的σ-ε全曲线出发,分阶段解释了混凝土中损伤的形成和扩展累积直至完全损伤的过程。介绍了几种常用的混凝土损伤本构模型和混凝土温度损伤模型,并且对比分析了各损伤模型的优缺点。 2、对施工条件下温度变化引起的密肋复合墙板模型的温度损伤进行研究,运用微观力学及裂断力学的手段,通过分析变温过程中密肋复合墙板中混凝土框格和蒸压加气混凝土砌块界面上的温度应力以及在粘结界面上形成裂缝的过程,给出微裂纹随温度变化的扩展规律,建立了密肋复合墙板的温度损伤模型,从而给出了密肋复合墙板在温度变化过程中损伤量随时间变化的具体表达式,为计算密肋复合墙板温度损伤量提供了工具。 3、介绍了有限元分析方法的基本理论及其推导方法,并阐述了有限元分析软件ANSYS求解温度—应力耦合问题的基本思想。以密肋复合墙板中的框格单元为研究对象,建立有限元模型,模拟了密肋墙板的实际生产过程中的温度加载过程,进行了温度应力损伤分析。 4、对比了不同的施工状况下密肋墙板的温度应力的分布及其开裂机理,提出了优化和改进施工工艺的措施,提出更为合理的生产工艺,有效的控制了裂缝的开展。


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