现浇混凝土肋形屋盖裂缝的成因及防裂研究

论文摘要

现浇肋形屋盖裂缝是实际工程中常见的质量问题,问题的存在使建筑产品难以达到验收标准,严重者甚至引起屋面渗漏,极大影响建筑产品的可靠度指标。由于对裂缝的成因机制缺乏深入的理论认知,问题广泛受到工程技术人员关注。针对这个课题,作者做了以下研究工作:第一、应用弹塑性理论推导出矩形薄板在变温荷载下的内力效应及变形效应,初步揭示屋盖温度应力的分布规律。第二、采用有限元方法分析屋盖在温度荷载下的内力,并利用ANSYS软件建立了现浇肋形屋盖模型,得到屋盖在多种温差以及三种边界约束条件下的内力分布特征,初步获得一些有一定工程应用参考价值的数值分析结果。第三、提出一些工程防裂措施,以防止和减少屋盖裂缝的出现。通过上述研究工作得出了一些重要成果:第一、在纯变温作用下,屋面板的凸凹变形不是由内、外缘温差决定,而是由轴线平均变温决定的。第二、在外缘变温为10℃,内缘变温为0时,板底四角位置有最大拉应力,数值达到2.001MPa,接近C30混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.01MPa。第三、在竖向荷载与变温荷载共同作用下,屋板开裂内力中70%是由变温荷载引起的,而屋板总挠度的80%是由竖向荷载引起,因此,可作出初步结论,屋面板裂缝控制因素主要为上下缘温差,尤其是△t＞0为最不利工况;而屋面板挠度控制因素主要为板面竖向荷载。第四、屋板开洞会引起板底洞口位置发生应力集中现象,且洞口处的拉应力是其附近拉应力的5倍多。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 研究目的和具体工作
• 1.3 屋盖裂缝的种类
• 1.4 屋盖应力
• 1.4.1 屋盖环境温差及其引起的应力
• 1.4.2 混凝土水化热产生的温差及其引起的应力
• 1.4.3 混凝土收缩应变及其引起的应力
• 1.5 国内外研究现状
• 1.5.1 规范现状
• 1.5.2 工程现状
• 1.5.3 学术研究现状
• 第二章 温度应力理论分析
• 2.1 温度应力问题的基本假设
• 2.2 温度应力问题的基本方程
• 2.3 薄板温度应力基本方程的推导
• 2.4 算例分析——矩形薄板温度应力的求解
• 2.5 本章结论
• 第三章 用ANSYS软件分析肋形屋盖所受的温度内力
• 3.1 ANSYS软件的基本介绍
• 3.2 建模过程前处理中的初参数设置
• 3.3 模型一的分析结果
• 3.4 模型二的分析结果
• 第四章 现浇肋形屋盖结构裂缝控制方法的综合研究
• 4.1 设计措施
• 4.2 施工措施
• 致谢
• 主要参考文献
• 附录