现浇混凝土空心楼板的应用研究

论文摘要

现浇混凝土空心楼板是一种在大跨度现浇混凝土厚板中埋入永久性内部空腔以减轻结构自重的新型结构体系,它适用于荷载和跨度较大的建筑。应用于一般民用建筑和工业建筑,可以节约楼层净高,降低工程综合造价,具有良好的使用功能和经济效益。现浇混凝土空心楼板已经用于建造多跨连续整体浇筑的超长无缝大型结构,试点工程实例显示这种结构具有很好的抗裂特性。空心楼盖最突出的问题是在荷载作用下内力的分布规律,目前国内的研究主要是少数破坏性试验和简化的数值模拟,通过这些试验和模拟对空心楼板的受力性能有了一定的了解,但对空心板的内力分布规律还不明确,本文在总结其他科研单位的成果的基础上,利用有限元软件进一步细化分析,揭示了混凝土空心楼板在荷载作用下的应力分布、截面剪应力分布及变形规律。超长混凝土结构的关键问题就是如何控制结构在非荷载作用下的开裂,引起结构裂缝产生的主要非荷载作用主要有:混凝土水化温升引起的温度应力、混凝土的收缩应力及外界气候变化引起的温度应力等。本文通过试验对现浇混凝土空心楼板的早期水化热、收缩及钢筋的应变进行研究。利用有限元软件对现浇混凝土空心楼板的温度场进行了数值模拟,并把试验结果和有限元模拟理论计算结果进行比较,验证了有限元模拟方法的可行性。最后,本文总结了现浇混凝土空心板的早期温度场分布规律及影响水化温升的主要因素,提出了控制现浇混凝土空心板内部温度场和减小结构内外温差的措施。总结了混凝土收缩的规律,针对如何减小混凝土的收缩和防止结构裂缝产生这一关键问题,从材料、设计和施工等几方面给出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 课题来源
• 研究内容
• 研究方法
• 第一章 现浇混凝土空心楼板介绍
• 1.1 现浇混凝土空心楼板的产生
• 1.2 现浇混凝土空心楼板的结构形式
• 1.3 现浇混凝土空心楼板的术语定义
• 1.4 现浇混凝土空心楼板的应用范围
• 1.5 现浇混凝土空心楼板的优点
• 1.6 现浇混凝土空心楼板的既有研究
• 1.6.1 大连理工大学试验
• 1.6.2 山东工业大学试验
• 1.6.3 重庆大学试验
• 1.6.4 东南大学试验
• 1.6.5 湖南大学研究
• 1.6.6 小结
• 1.7 现浇混凝土空心楼板的设计
• 1.7.1 现浇混凝土空心楼板的结构分析方法
• 1.7.2 结合PKPM 的现浇混凝土空心楼板设计
• 1.8 现浇混凝土空心楼板的施工技术
• 1.8.1 现浇混凝空心楼板的施工工艺
• 1.8.2 现浇混凝土空心楼板工程的施工要点
• 1.9 现浇混凝土空心楼板亟待解决的几个问题
• 第二章 现浇混凝土空心楼板的有限元分析
• 2.1 引言
• 2.2 无梁简支空心楼板的有限元分析
• 2.2.1 模型参数
• 2.2.2 计算结果
• 2.2.3 计算结果分析
• 2.3 四边有梁空心楼板的有限元分析
• 2.3.1 模型参数
• 2.3.2 计算结果
• 2.3.3 计算结果分析
• 2.4 小结
• 第三章 现浇混凝土空心楼板早期温度场试验及数值模拟
• 3.1 引言
• 3.2 早期温度场测定试验
• 3.2.1 试验目的及内容
• 3.2.2 试验时间及地点
• 3.2.3 试件的设计
• 3.2.4 实验仪器及设备简介
• 3.2.5 试验照片
• 3.2.6 试验数据结果及分析
• 3.3 现浇混凝土空心板早期温度场模拟
• 3.3.1 混凝土温度场的有限元方程及定解条件
• 3.3.2 混凝土的热学性能及水泥水化热模型
• 3.3.3 混凝土的放热系数
• 3.3.4 分析步骤
• 3.3.5 算例主要参数
• 3.3.6 现浇混凝土空心板温度场计算结果
• 3.3.7 计算结果分析
• 3.3.8 影响混凝土空心楼板温度场的主要因素
• 3.4 混凝土空心楼板温度裂缝控制措施的建议
• 3.5 小结
• 第四章 现浇混凝土空心楼板的收缩试验及收缩裂缝研究
• 4.1 引言
• 4.2 试件设计及测量电路
• 4.2.1 试件设计
• 4.2.2 测量电路
• 4.2.3 HNY 型内埋式混凝土应变计
• 4.3 试验图片
• 4.4 混凝土应变计测量结果及分析
• 4.4.1 试验结果曲线
• 4.4.2 结果分析
• 4.4.3 混凝土收缩的类型及影响因素
• 4.5 钢筋应变片测量结果及分析
• 4.5.1 钢筋应变片测量结果
• 4.5.2 结果分析
• 4.6 混凝土楼板裂缝的分类及成因
• 4.6.1 混凝土楼板的裂缝分类
• 4.6.2 混凝土楼板的裂缝的成因
• 4.7 现浇混凝土空心楼板收缩裂缝控制措施建议
• 4.7.1 材料方面
• 4.7.2 施工方面
• 4.7.3 设计方面
• 4.8 小结
• 第五章 结论
• 5.1 现浇混凝土空心板的力学性能
• 5.2 现浇混凝土空心板的温度场
• 5.3 现浇混凝土空心板混凝土的早期的收缩
• 参考文献
• 致谢
• 附录（本文研究过程中发表的文章）