【摘要】：大體積混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛運(yùn)用于土木工程結(jié)構(gòu)的主要受力部位。大體積混凝土溫度失控導(dǎo)致的裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性,裂縫出現(xiàn)后期修補(bǔ)不僅困難,同時(shí)也造成經(jīng)濟(jì)上較大的損失。在大體積混凝土施工中,水泥因水化反應(yīng)釋放的熱量使混凝土內(nèi)部溫度升高,混凝土表面因受大氣溫度的影響而溫度降低,使得混凝土內(nèi)外溫差、溫度梯度過(guò)大,當(dāng)其造成的溫度應(yīng)力超過(guò)了混凝土現(xiàn)時(shí)的抗拉能力,混凝土表面則會(huì)出現(xiàn)裂縫�；炷亮芽p過(guò)程并不是瞬間完成的,溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土裂縫則是一個(gè)時(shí)段溫度變化作用的結(jié)果。而如何通過(guò)控制大體積混凝土溫度梯度來(lái)預(yù)防其裂縫的發(fā)生則是實(shí)際工程一大難點(diǎn)。目前,對(duì)大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)常用的方法,是在大體積混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)將熱傳感器預(yù)埋在混凝土內(nèi)部,監(jiān)測(cè)人員對(duì)預(yù)埋的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行量測(cè),記錄所測(cè)數(shù)據(jù),再進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析,得出溫度變化結(jié)論,據(jù)此指導(dǎo)混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)部位多有不同,其監(jiān)測(cè)點(diǎn)也較分散,溫度量測(cè)工作量大而繁復(fù),所以,溫度監(jiān)測(cè)值的現(xiàn)時(shí)性較差,人工讀取數(shù)據(jù)誤差較大,惡劣天氣條件下監(jiān)測(cè)艱難,測(cè)試人員監(jiān)測(cè)頻次有限且不能及時(shí)處理數(shù)據(jù)并反饋,加上監(jiān)測(cè)人員素質(zhì)的影響,導(dǎo)致測(cè)溫不及時(shí)、不準(zhǔn)確等較大問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)。這種溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)方法已不能滿足現(xiàn)代大體積混凝土溫控監(jiān)測(cè)的需要。本文依據(jù)對(duì)某廣場(chǎng)地下室樁基承臺(tái)、底板及樓層鋼梁等大體積混凝土施工階段的溫度全程監(jiān)測(cè),所發(fā)現(xiàn)混凝土是否開(kāi)裂與一定位置的混凝土在現(xiàn)實(shí)齡期時(shí)所達(dá)到的溫差、溫度梯度的大小有關(guān),溫度梯度所對(duì)應(yīng)的溫度差應(yīng)力超過(guò)混凝土現(xiàn)時(shí)的抗拉能力就會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。即大體積混凝土施工階段,混凝土開(kāi)裂時(shí)的溫差、溫度梯度與混凝土的齡期和內(nèi)外的間距存在著相關(guān)性,提出了通過(guò)控制溫度梯度而減小溫度應(yīng)力,防止有害裂縫發(fā)展的重要技術(shù)方法。通過(guò)采用ANSYS有限元軟件分析不同尺寸大體積混凝土的溫度及應(yīng)力變化規(guī)律,模擬混凝土在施工過(guò)程中,溫度梯度的變化影響裂縫的發(fā)展過(guò)程,據(jù)此與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作比對(duì),研究不同深度的混凝土在不同齡期時(shí)所能容許的最大溫度梯度值,探討大體積混凝土的施工工藝對(duì)其裂縫的影響機(jī)理,為控制其溫度裂縫的開(kāi)展奠定理論基礎(chǔ)。針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足,結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境的需求,將互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化多種技術(shù)集成,研發(fā)一種由遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和監(jiān)測(cè)儀器組成的智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),以無(wú)線傳輸方式收集大體積混凝土內(nèi)、外溫度,并完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理,使監(jiān)測(cè)人員可通過(guò)手機(jī)、電腦等設(shè)備遠(yuǎn)程登錄,若將該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程中,可為大體積混凝土溫控作業(yè)的順利開(kāi)展提供保障。
【學(xué)位授予單位】：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU755
【圖文】：

2.1 引言大體積混凝土裂縫成因較為復(fù)雜，本章對(duì)影響大體積混凝土裂縫的主要因素進(jìn)行論述，總結(jié)大氣溫度、熱生成率及彈性模量的計(jì)算方法，通過(guò)對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)及技術(shù)方法的合理控制，已提高混凝土澆筑質(zhì)量，并在對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)大體積混凝土施工溫度自動(dòng)監(jiān)控的技術(shù)方法。2.2 大體積混凝土裂縫的成因大體積混凝土在施工階段所形成的開(kāi)裂，多數(shù)與荷載沒(méi)有直接關(guān)系，而是因體積變化造成，其中有溫度變形、收縮變形[37]。理清溫度對(duì)大體積混凝土裂縫的影響因素，采取合理的對(duì)策來(lái)預(yù)防裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。在某建筑廣場(chǎng)工程大體積混凝土施工實(shí)踐中，就發(fā)現(xiàn)因材料和施工工藝方法不當(dāng)而導(dǎo)致的塑性收縮等引起的裂縫，以及蜂窩、露筋、麻面、孔洞、夾渣等現(xiàn)象；其中，因未能作好溫度監(jiān)控所造成的后續(xù)裂縫發(fā)展問(wèn)題較為明顯，而在諸多致裂因素中因溫度變化是導(dǎo)致的裂縫發(fā)展最主要的因素，且危害最大，如圖 2-1 所示。

土的溫度、應(yīng)力場(chǎng)做出預(yù)測(cè)可有效控制其溫度的機(jī)理，采用 Ansys 軟件建立模型，通過(guò)施加溫度場(chǎng)，在求解溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上，利用耦合場(chǎng)用有限元法對(duì)混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理分析展的監(jiān)測(cè)研究，客觀地揭示出大體積混凝土裂裂縫發(fā)展的依據(jù)，更為科學(xué)、實(shí)用、有效。的基本計(jì)算理論程量的基本形式，其由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部微觀粒子進(jìn)行溫方向傳遞[48]。對(duì)于大體積混凝土溫度場(chǎng)的研均勻的、各項(xiàng)同性的固體中任意取出一個(gè)微元間內(nèi)從微元體正向流入的熱量， qdydzx dx等于量，其流入的凈熱量xQ 等于 q q dydzx x dx 。

指自生體積變形引起的單元節(jié)點(diǎn)荷載增量ne P 指干縮引起的單元結(jié)點(diǎn)荷載增量sne P結(jié)點(diǎn)力及結(jié)點(diǎn)荷載通過(guò)編碼法進(jìn)行集合，可得整體平衡方程如下： SnnTnCnLnnK P P P P P0 （3.48）式中 K 指整體剛度矩陣，元素為 eersijKk。根據(jù)公式（3.48）得出各結(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位移增量 n ，根據(jù)式（3.36）可得各單元的應(yīng)力增量 n ，通過(guò)累加可得各單元應(yīng)力如式（3.49）。 nnn 12（3.49）3.4 Ansys 熱分析過(guò)程3.4.1 熱分析基本過(guò)程Ansys 熱分析可按三個(gè)步驟進(jìn)行，一是創(chuàng)建有限元模型并劃分網(wǎng)格（稱(chēng)作前處理），二是施加熱荷載，三是后處理過(guò)程；具體步驟如圖 3-2 所示。建立有限元模型主要有 apdl 命令流、導(dǎo)入 cad 幾何模型、Ansys 建立模型三種方式[51-52]。

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本文編號(hào)：2750369