砖混结构现浇板收缩裂缝产生机理的研究及现场测试

论文摘要

砖混结构现浇板收缩裂缝会影响构件的耐久性,使用户产生不安全感。本文针对砖混结构多跨连续板进行了现场实测、理论分析和数值模拟,获得了板内不同位置的收缩应力分布。研究了收缩裂缝的产生机理,为控制收缩裂缝的产生提供理论依据。考虑墙体的约束、楼板配筋对板收缩的约束,建立跨中发生△变形时,板任意位置处内力的计算公式。通过推导可以发现板中间房间应力最大,板角的收缩应力也较大。运用ANSYS建立三维模型进行板收缩作用下的数值分析,现浇板的收缩作用通过对板施加当量温差来实现。通过数值分析的结果发现：（1）混凝土现浇板在自重和正常使用荷载作用下,板的支座位置,板顶出现最大拉应力；而板的跨中位置,板底出现最大拉应力。与现浇板的收缩产生的拉应力相比,自重和正常使用荷载作用产生的拉应力很小（2）现浇板混凝土收缩产生的拉应力主要分布在板的四个大角处,以及墙体和现浇板的接触处；现浇板收缩产生的拉应力在板跨中处较小。（3）收缩应力沿着现浇板的纵向,从端部房间到中部房间逐步增大,增大率只有5-7%。现浇板的纵向和横向收缩应力相差不大。（4）现浇板无穿线管时,最大应力出现在墙体和现浇板的边界处；而设置了穿线管后,该处出现了明显的应力集中。（5）现浇板收缩应力的大小,取决于楼层墙体侧移刚度,墙体侧移刚度与墙体的水平截面积成正比。增大墙体间距,能够减小墙体侧移刚度,从而减小现浇板收缩应力的水平。（6）板内双层配筋效果更好。对某栋砖混宿舍楼的五层多跨现浇连续板进行了为期54天的现场测量,获得了板不同位置的收缩率。通过分析得到以下结论：（1）混凝土板变形随时间推移,经历的膨胀、持续收缩和收缩稳定三个阶段。（2）楼板的四个大角位置收缩应力最大,所以在板角位置最容易因收缩发生开裂。（3）板纵向收缩应力从端部房间向中间房间逐渐增大。（4）楼板靠近墙体位置横向收缩应力端部房间大于板中间房间。（5）楼板纵向的收缩应力大于横向,但是相差不大。现场测试、理论分析和ANSYS分析的结果都表明板的四个大角和跨中是最容易因收缩面开裂的位置;同时板纵向应力大于板横向,但是两个方向相差不大针对以上分析,提出了防治混凝土因收缩开裂的措施：（1）楼板四个大角、阴角及较大板块的四角部位增设与楼板边呈45度的辐射抗裂筋；（2）楼板内的穿线管处上下部位均加铺宽度不小于200mm的钢丝网片；（3）设置引导缝等。在实际工程中可根据工程实际情况结合这些措施中的一项或几项来指导施工,以达到防治混凝土因收缩而开裂的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 国内、外关于混凝土收缩裂缝的研究现状
• 1.3 研究的内容
• 第2章 砖混结构现浇钢筋混凝土楼板收缩机理分析
• 2.1 收缩应力的产生机理
• 2.2 板纵向应力理论分析
• 2.3 板横向应力理论分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 砖混结构现浇板收缩作用下有限元分析
• 3.1 钢筋混凝土有限元建模分类
• 3.2 按整体式模型数值分析
• 3.3 按分离式模型数值分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 砖混结构钢筋混凝土现浇板现场测试
• 4.1 现场测试工程概况
• 4.2 测量设备的安装方案
• 4.3 现场测试方案
• 4.4 现场试验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 砖混结构现浇板裂缝控制措施
• 5.1 构造措施
• 5.2 材料方面的防治措施
• 5.3 施工方面的防治措施
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 后记
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况