【摘 要】
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本文主要研究地下室外墙早期温度应力及裂缝控制,结果表明:环境温度、水泥水化热、混凝土收缩徐变等因素对混凝土早期温度应力影响显著。首先推导出混凝土热传导方程,理论分析混凝土早期温度应力;然后通过有限元分析软件ABAQUS计算分析不同条件下墙体的温度效应,深入研究影响墙体开裂的主要因素。通过模拟得出以下结论:1、温差是导致地下室外墙开裂的重要因素。墙体温度应力随温差增大而增大,故对温差须进行控制。2、
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本文主要研究地下室外墙早期温度应力及裂缝控制,结果表明:环境温度、水泥水化热、混凝土收缩徐变等因素对混凝土早期温度应力影响显著。首先推导出混凝土热传导方程,理论分析混凝土早期温度应力;然后通过有限元分析软件ABAQUS计算分析不同条件下墙体的温度效应,深入研究影响墙体开裂的主要因素。通过模拟得出以下结论:1、温差是导致地下室外墙开裂的重要因素。墙体温度应力随温差增大而增大,故对温差须进行控制。2、墙体长度变化对其温度应力的影响很小,因此超长无缝混凝土墙体设计将成为可能,其中控制温差在设计超长墙体时极为重要。3、墙体厚度小于250mm时墙体厚度与温度应力大致呈反比关系,即随着墙体厚度的减小其温度应力逐渐增大;当墙体厚度大于250mm后,墙体的最大温度应力及墙体中部温度应力随墙厚增长趋于稳定,故墙体厚度越小基础对其约束越大,则温度应力越大;从高度分析可以看出墙体越薄其上端应力范围越大。4、墙体高度越高则墙体温度应力值越大,但增长幅度逐渐减小。5、地下室外墙与顶板同时浇筑时,墙体受到的约束会明显增大,使得墙体的温度应力幅值整体偏大,故在施工过程中应先浇筑墙体部位,后浇筑顶板部位。6、降低纵筋间距,即提高纵筋配筋率,对墙体裂缝的出现有一定的抑制作用,钢筋间距与混凝土中温度应力和钢筋骨架中温度应力大致呈线性递增关系。7、在配筋率近似相同的条件下,采用不同直径的钢筋,导致墙体温度应力的变化较为明显,即采用直径较小的钢筋,混凝土的温度应力要比采用较粗钢筋的温度应力小,钢筋骨架应力则与之相反。对墙体温度进行现场观测,目的是通过测得实际数据得到因混凝土收缩和周围环境温度变化混凝土墙体内温度场的变化情况,并通过ABAQUS有限元分析墙体内部应力,得出混凝土墙体中间温度值高于两侧混凝土温度值,且两侧混凝土温度变化大致对称;混凝土温度等温线在混凝土两端呈“八”字形,这与混凝土墙体出现裂缝的位置基本相同;钢筋与混凝土共同承受由温度作用产生的拉应力,钢筋承担主要的拉应力,混凝土处于低应力状态。最后针对混凝土结构裂缝从配合比、设计、施工三方面进行预防;并根据混凝土结构裂缝的危害程度提出合理的修补方法。
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