發(fā)布時間：2017-11-09 01:16

  本文關鍵詞：基于鋼板預熱鋼—混凝土組合剪力墻施工期的裂縫研究

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【摘要】：目前,我國建筑業(yè)的發(fā)展與施工技術水平正不斷上升,全國各地正大量涌現(xiàn)出超高層建筑,并成為了當?shù)氐臉酥拘越ㄖＴ诔邔咏ㄖ?其下部的剪力墻多采用鋼板—混凝土組合剪力墻。組合墻為了滿足結(jié)構的高強度、高泵送性等要求,選用了高強高性能的混凝土。然而,高強高性能混凝土在澆筑過程中,由于其水泥用量大,會產(chǎn)生大量的水化熱,在施工早期由于溫度收縮產(chǎn)生的變形比較明顯。此外,混凝土與鋼板、栓釘之間存在約束作用,在這些地方易產(chǎn)生較大的應力而導致開裂,對結(jié)構的發(fā)展嚴重不利。所以在工程施工技術領域里,鋼板—混凝土組合剪力墻結(jié)構混凝土的開裂問題一直是行業(yè)內(nèi)的一大難題。如今,在實際工程中采用了預熱鋼板的方法,其中有一種方法是在鋼板上預埋水管,向管內(nèi)通入熱水來對鋼板進行預熱處理。預熱鋼板的主要原理是給鋼板提前升溫,使其產(chǎn)生一定的預膨脹,盡可能讓剪力墻鋼板與混凝土的收縮趨于一致,來控制因二者的相互約束造成的不協(xié)調(diào)變形而導致混凝土開裂。目前采用熱水管預熱鋼板的施工技術還有許多不確定因素,還值得去深入探討,不斷完善這項鋼板—混凝土組合剪力墻的防裂施工技術。有限元軟件的發(fā)展促進了大量數(shù)值分析軟件的產(chǎn)生,本文運用了ANSYS有限元軟件,對鋼板—混凝土組合剪力墻進行了數(shù)值模擬。先后模擬分析了混凝土水化熱隨齡期的發(fā)展規(guī)律、混凝土與栓釘處的應力隨齡期的發(fā)展規(guī)律,以及采取預熱鋼板技術后,混凝土的主應力的變化情況。最后得出以下結(jié)論:(1)預熱鋼板能有效減弱混凝土的主應力大小,降低鋼板剪力墻混凝土墻體開裂的風險,前人的研究已得出了預熱鋼板的適宜時間和適宜溫度,本文驗證了其理論的可用性,又對水管在鋼板上的布置情況進行了探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)若水管總體積量布置過少,則預熱鋼板的效果不良,混凝土與鋼板之間的仍然存在較大的不協(xié)調(diào)變形,混凝土仍出現(xiàn)了不同程度的裂縫。分析結(jié)果表明布置水管的總體積不得少于鋼板總體積的0.417,在實際的施工過程中,建議取值范圍為0.45—0.625之間。(2)在對組合剪力墻進行結(jié)構分析中,研究了組合剪力墻的位移與應力分布情況。最后討論了栓釘與混凝土間的約束拉應力隨齡期的發(fā)展規(guī)律,并得出在齡期1.5天到5天內(nèi),其混凝土與栓釘之間的約束拉應力已超過了混凝土的抗拉強度,出現(xiàn)了裂縫,在隨后的溫降階段,由于約束拉應力的減少,其增長裂縫趨小。(3)在齡期早期,混凝土內(nèi)側(cè)中心點的溫度并不是混凝土內(nèi)側(cè)的最高溫度,這是由于內(nèi)部栓釘吸收了混凝土的熱量,導致分布的不均勻,隨著齡期的發(fā)展,混凝土內(nèi)部中心區(qū)域的溫度會慢慢趨于一致,最后達到溫度相同。(4)組合墻的溫度隨齡期的變化,在澆筑后1.5天左右,組合墻內(nèi)部的溫度達到了峰值37.3℃,并且混凝土的外表面散熱快,溫度低,內(nèi)表面散熱慢,溫度較高,其混凝土中心內(nèi)外表面存在較大的溫差。由于混凝土會把吸收水化熱的熱量以熱傳遞的方式傳遞到空氣中,在1.5天之后,混凝土開始進入了降溫階段,混凝土結(jié)構的溫度最終會降到環(huán)境溫度。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU755.7

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本文編號：1159677