桩土约束下大体积混凝土底板早期变形的数值模拟分析

论文摘要

随着现代混凝土技术的发展，大体积混凝土底板被越来越多的应用到建筑工程领域中。大体积混凝土底板一方面由于内外温差而产生应力；另一方面，由于混凝土的凝固收缩变形受到底板下桩和土的约束，混凝土底板内会产生拉应力，一旦温差和收缩变形引起的应力超过同龄期混凝土的极限抗拉强度，底板内就会产生裂缝，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，给建筑安全带来隐患。 为进一步探求大体积混凝土底板早期变形的特点，本文以线性瞬态温度场及热弹性力学的有限元分析为理论基础，利用大型有限元程序，总结了大体积混凝土底板早期温度场和温度应力的变化的一般规律，并探讨了桩土约束下，不同底板尺寸及边界条件对底板早期变形的影响，总结了浇筑早期混凝土底板应变随底板尺寸和边界条件的变化规律。另外，本文在数值计算的基础上，提出了大体积混凝土底板施工中后浇带的留置间距问题。分析表明，大体积混凝土底板的变形主要发生于早期，其变形随着混凝土底板尺寸增大而近似呈现为线性增长的规律。 本文对于大体积混凝土底板早期变形的数值模拟分析结果可为今后大体积混凝土底板工程的设计与施工提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混凝土早期变形产生的机理
• 1.2.1 概况
• 1.2.2 温度作用
• 1.2.3 收缩作用
• 1.2.4 徐变
• 1.3 大体积混凝土研究综述
• 1.3.1 大体积混凝土的定义
• 1.3.2 大体积混凝土的基本特点
• 1.3.3 混凝土早龄期物理力学性质的研究
• 1.3.4 国外研究现状
• 1.3.5 国内研究现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 温度应力理论
• 2.1 温度应力的概念及产生
• 2.1.1 温度应力的概念
• 2.1.2 产生温度应力的原因
• 2.2 温度应力影响因素
• 2.2.1 混凝土的热学性能
• 2.2.2 力学性能发展
• 2.3 温度场及温度应力理论
• 2.3.1 混凝土温度的变化过程
• 2.3.2 热传导方程
• 2.3.3 热传导方程的初始条件和边界条件
• 2.3.4 温度场和温度应力的有限单元法
• 2.3.5 温度应力与变形的关系
• 2.4 小结
• 第3章 大体积混凝土底板早期温度应力有限元分析说明
• 3.1 概述
• 3.2 基本分析步骤
• 3.3 基本假设
• 3.4 边界条件处理
• 3.4.1 温度场分析中的边界条件
• 3.4.2 温度应力分析中的边界条件
• 3.5 小结
• 第4章 桩土约束下大体积混凝土底板早期变形有限元分析
• 4.1 概述
• 4.2 分析内容
• 4.3 算例分析
• 4.3.1 算例模型说明
• 4.3.2 温度场分析
• 4.3.3 温度应力分析
• 4.4 温度变形的影响分析
• 4.4.1 混凝土底板边界对温度变形的影响
• 4.4.2 混凝土底板尺寸对温度变形的影响
• 4.5 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望与建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介