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【碩士】混凝土早期非結(jié)構(gòu)性裂縫的分析與控制
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混凝土是一種非均質(zhì)的合成材料,其物理力學(xué)性能與組成材料的各自性能有關(guān),同時(shí)早期非結(jié)構(gòu)性裂縫的形成與同期混凝土的物理力學(xué)性能關(guān)系密切,相關(guān)應(yīng)力的計(jì) 算中,就經(jīng)常涉及混凝土的收縮及收縮當(dāng)量溫差、彈性模量、極限拉伸值、松弛系數(shù)等相關(guān)的性能參數(shù)。非荷載應(yīng)力主要有:溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力以及自約束應(yīng)力等,有關(guān)研究在理論上是溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的求解問題,在實(shí)踐中則是如何合理地選材和施工設(shè)計(jì),以及有效地進(jìn)行控制和監(jiān)控等,這些涉及到了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工環(huán)境等等諸多方面的因素。仿真分析就是將結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)與結(jié)構(gòu)性態(tài)結(jié)合起來,通過施工期與使用期混凝土結(jié)構(gòu)性態(tài)的數(shù)值模擬,為施工方案的確定提供依據(jù),同時(shí)也可對(duì)己有裂縫進(jìn)行成因分析,以確定維修加固措施?;炷两Y(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的求解屬線性的瞬態(tài)溫度場(chǎng)問題,溫度應(yīng)力屬熱彈性力學(xué)問題,文中對(duì)大體積混凝土施工及養(yǎng)護(hù)期的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了有限元分析,并結(jié)合有限元軟件ANSYS的算例,對(duì)計(jì)算過程中基本參數(shù)的選取及邊界條件的處理做了初步探討。在此基礎(chǔ)上,討論了環(huán)境溫度與澆筑溫度對(duì)混凝土溫度應(yīng)力的影響規(guī)律,以及分層澆筑過程溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算的特點(diǎn)和分層澆注的最佳間隔時(shí)間?;炷猎缙诹芽p的普遍存在,會(huì)給結(jié)構(gòu)的正常使用帶來不利影響,但裂縫是材料的固有性質(zhì)。通常所說的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制是指對(duì)宏觀裂縫的預(yù)測(cè)、預(yù)防和處理,兼顧到結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性,把裂縫寬度控制在無害的范圍之內(nèi)。文中在總結(jié)已有溫控防裂成果的基礎(chǔ)上,從原材料、配比設(shè)計(jì)等宏觀方面研究了裂縫的控制,總的來說,裂縫的產(chǎn)生源于其收縮變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其即時(shí)抗拉應(yīng)力,或收縮應(yīng)變超過了其即時(shí)極限延伸值,因此為了對(duì)早期裂縫進(jìn)行控制,應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩方面入手,一邊采取措施減少混凝土收縮變形,一邊增加混凝土結(jié)構(gòu)抵抗收縮應(yīng)力的能力,并將兩者有機(jī)地結(jié)合起來,努力使混凝土的早期抗拉應(yīng)力和極限延伸值的增長(zhǎng)率同步甚至快于其抗壓強(qiáng)度和彈性模量的增長(zhǎng)率,提高抗裂能力,從而對(duì)早期裂縫的產(chǎn)生及其發(fā)展進(jìn)行有效地控制?! ? 2008年編制
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