周围约束混凝土楼板温度应力及裂缝控制研究

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现浇钢筋混凝土楼板因具有良好的整体性、抗震性、抗渗性,成为现如今主要的建筑楼盖形式。温度应力则是现浇钢筋混凝土楼板开裂的主要原因。混凝土楼板受温度作用产生变形,且受到周围梁、柱、墙产生的外约束及配筋产生的内约束而不能自由变形,最终产生温度应力并可能导致结构开裂。在对各类影响混凝土开裂的因素进行介绍、归类、分析的基础之上,本文利用ABAQUS有限元计算软件,分别从内约束作用和外约束作用两个角度,基于塑性损伤模型进行了非线性有限元数值模拟分析。通过对变化配筋率、配筋方式、约束刚度的有限元模型进行温差效应下的变参数模拟,分析研究了其对混凝土楼板应力水平的影响,并且分析了钢筋对混凝土楼板损伤裂缝的影响。研究表明变约束刚度可以实现对温度应力的控制,变配筋率、配筋方式可以实现裂缝的控制。由于降温差作用下的混凝土楼板结构变形与自收缩变形一致,所以此二者叠加不利于温度应力及收缩裂纹的控制,因此在研究方法上本文通过选取合理的收缩计算模型,结合实际的工程案例,对温差收缩耦合作用下的混凝土楼板进行力学分析,研究其应力水平、损伤裂缝的分布发展规律。本文旨在从结构方面对混凝土楼板温度应力的成因和分布规律进行定量研究、定性分析,根据数据分析及研究结果,提出控制温度应力和防止混凝土楼板产生裂缝的建议若干,以期为前期的实际工程应用及后期的结构使用维护中的混凝土抗裂工作提供一定的参考。
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