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目前混凝土结构施工期开裂的问题已普遍引起各方面的重视,成为设计单位与施工单位急需解决的难题之一。混凝土裂缝不仅影响建筑的外观而且对结构耐久性也有很大的影响,在提倡绿色建造的今天,解决混凝土开裂问题意义重大。
设计、材料、施工、管理和环境等因素,都会不同程度地影响混凝土结构施工期的开裂,但目前混凝土的组分、配合比与传统混凝土都有了较大的差异,因此必须首先研究目前混凝土的收缩状况,因为混凝土的各种收缩是导致混凝土结构在施工期开裂的起始原因。同时为了解施工期混凝土构件真实的收缩状况,有必要对施工现场各种混凝土构件的温度变化与变形进行实际测量。有限元数值模拟可以事先对混凝土结构的温度、收缩应力进行全过程仿真分析,通过有限元分析可评价各种预防裂缝的措施是否有效、是否满足规范规定或提出进一步的改进措施。
在中国建筑第八工程局有限公司“施工期混凝土构件裂缝判断与防治研究”项目的支持下,本文首先开展了大量的调研、文献查阅工作,分析了目前混凝土的各种收缩状况,包括各种收缩的机理、发生时间与大小;其次,对大量施工现场的混凝土构件包括混凝土剪力墙、梁、底板进行了水化热温度场与约束应变的测量,并在测量的同时从构件拆模开始,连续跟踪观察、测量、记录了各种构件中,各种裂缝的发生与发展变化情况。通过与实测数据的比较验证了有限元软件ANSYS模拟混凝土构件温度与约束应变的准确性,最后总结出目前各种预防混凝土构件裂缝与治理混凝土构件裂缝的措施。
本文取得的具体成果如下:
1、分析了目前混凝土各种收缩的状况,从各种收缩的机理、发生时间与大小入手,分析了导致不同混凝土构件在不同时期开裂的主要原因。
2、根据现场观察,确定了各种混凝土构件上的不同原因裂缝的发生时间、易发生部位、裂缝走向、裂缝形态、裂缝宽度等主要特征,总结出判断裂缝发生基本思路,为以后识别与判断混凝土裂缝的发生原因奠定基础。
3、通过现场测量,得出了不同混凝土构件水化温度场的发展特点,明确不同混凝土构件温度控制的差异与要点。
4、从材料选择、结构设计、施工管理等方面,调查综述了目前各种预防混凝土构件裂缝与治理混凝土构件裂缝的措施。