补偿收缩混凝土在受基础约束钢筋混凝土墙中的控裂效能评价

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anwencheng2005
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本文研究了在计算基础墙(尤其是补偿收缩混凝土浇筑的基础墙)的约束应力时,等效模量法存在的理论缺陷,提出了更为完善的时程方法,并基于时程方法的计算结果,对补偿收缩混凝土在基础墙中的控裂效能进行了重新评价。 等效模量法以“钢筋混凝土体”为分析对象,难以对钢筋的内约束作用进行考察。为此新提出了由弹簧、钢筋、混凝土三者的组成的统一的结构模型。新模型采用约束模量K_R表示外约束,它与约束程度系数C_R在本质上统一,可互相转化,但在形式上利于建立力平衡和变形协调方程,方便问题的分析。 研究表明,以“钢筋混凝土体”为分析对象,实质上是变钢筋的不利的内约束作用为有利的骨料作用,导致计算结果偏不安全,幅度随外约束的增大而减小。计算表明,对配筋率介于0.5%~1.5%的构件,在弱、中等、强约束下(C_R分别为0.2、0.5、0.9),实际应力将分别高出计算应力60%、30%和15%。 等效模量法难以考察体积变形历史、徐变、外约束等因素对墙体约束应力发展的影响。为克服这些理论缺陷,本文建立了约束应力的叠代计算式(时程方法)。时程方法的计算结果与已有试验资料(开裂时间)有较为良好的吻合。 分别采用等效模量法和时程方法,计算了同一组墙体120d的约束应力。对计算结果的比较和分析表明,对普通混凝土墙,结果的具体数值有差异,但反映的定性规律相同;对补偿收缩混凝土墙,结果差异巨大,等效模量法认为补偿收缩技术可实现无缝设计,而时程方法在承认补偿收缩技术可减小约束应力的同时,认为应力减幅还不足以实现无缝设计。 通过对混凝土各项变形随时间发展的时程分析结果表明,对补偿收缩混凝土墙,徐变总体上起到消耗膨胀压应力的作用,对拉应力积累具有刚化效应。等效模量法代这种刚化效应为有利的松弛效应,是造成它大大低估约束应力的主要原因。 基于以上认识,修正了原有的等效模量法,将总约束应力表示为早期膨胀和后期收缩两个单调变形过程引起的分项应力之和,在保留其简单形式的同时,使之在容许误差下,适用于补偿收缩混凝土墙的约束应力计算。 提出以收缩补偿系数γ来定量描述补偿收缩混凝土早期膨胀对后期收缩的有效补偿能力。计算分析表明,对一般基础墙(0.4≤CR≤1.0),γ介于0.65~0.35,随外约束的增大而减小。
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