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某超大钢筋混凝土板裂缝控制与研究

熊志强  
【摘要】:随着结构大型化发展,超大钢筋混凝土结构的应用越来越广泛。对于超大钢筋混凝土板来说,在施工阶段混凝土的收缩和温度变形是影响其出现裂缝的主要原因,所以研究与分析混凝土的收缩和温度变形对大面积钢筋混凝土的裂缝控制具有重要的意义。目前工程界对裂缝控制的普遍做法是设置后浇带或者采用预应力混凝土等措施以达到裂缝控制的目的。而本论文的实际工程是采用设置膨胀加强带来替代后浇带的一种无缝设计施工方法,该方法在国内没有相关的规范和完善的设计方法,所以存在一系列的问题需要解决,比如,膨胀剂的选用、膨胀加强带宽度的确定、膨胀加强带位置及数量的确定、限制膨胀率的确定。本论文正是基于此背景下的研究,研究内容主要包括以下方面:(1)总结混凝土收缩、混凝土徐变、温度应力等相关的研究进展,通过对超大钢筋混凝土结构在温度、收缩、徐变作用下的理论分析,得出混凝土结构的温度应力、收缩变形及徐变变形的计算方法。(2)本论文运用ANSYS有限元软件分别对超大钢筋混凝土板在没有任何抗裂措施和设置膨胀加强带的条件下进行对比分析研究;首先,利用ANSYS建立不采用任何抗裂措施超大钢筋混凝土板的有限元模型,通过对该结构施加最不利的温度荷载,发现相关结构的应力与变形规律,即应力最大值出现在板的中央,且呈现两个椭圆叠加分布的应力集中区域,四个板角也有应力集中现象但面积较小。结构的最大变形出现在结构的端部,随着与中轴线距离的减小,其变形也逐渐降低。其次,利用ANSYS建立采用膨胀加强带超大钢筋混凝土板的有限元模型,分析在不同加强带宽度、位置、数量等参数情况下,该结构的应力与变形规律,并与不采取任何抗裂措施下的板进行对比,研究发现,结构在设置膨胀加强带后,其应力与变形有所降低,可以看出膨胀加强带具有补偿收缩能力,可以预防超大钢筋混凝土板的早期裂缝。(3)基于对本实际工程的有限元分析结果,结合“防”“抗”“放”的裂缝控制原则和已有的裂缝控制措施,从设计、施工、材料等相关方面提出针对本工程的裂缝控制措施。


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