钢筋混凝土楼板板角应力分析与抗裂研究

论文摘要

现浇钢筋混凝土楼板(以下简称现浇板)整体性好、抗震性强,在一定程度上可满足大跨度、易分割等实际工程需求,因此逐渐代替传统的预制板,成为楼盖的主要形式,但裂缝问题也随之而来。随着大型、新型结构形式的出现,以及人们对建筑使用功能和要求的提高,钢筋混凝土结构产生的裂缝是一个迫切需要解决的问题。其中现浇板板角裂缝一直是建筑工程中的“质量通病”。因而,研究此类裂缝的产生机理,不断讨论各种因素对楼板应力的影响规律对防治此类裂缝是十分必要的。本文以钢筋混凝土楼板裂缝问题为研究对象,分析总结了目前国内外发展现状和趋势,通过参考相关的文献及工程实例,运用理论分析与数值模拟等研究方法,对钢筋混凝土现浇板板角的开裂机理以及裂缝影响因素进行探讨。主要研究内容和结论有以下几个方面：1.分析了混凝土收缩变形的分类和机理,列举现浇板裂缝的主要形态,并得出现浇板在正常使用阶段由温度—收缩引起的板角45°斜裂缝为最常见裂缝,其次是平行于长边裂缝。2.对混凝土楼板温度收缩应力进行理论分析,借鉴现浇板受四边约束的情况下温度—收缩应力的简化计算公式,得出与现浇板温度—收缩应力值有直接关系的影响因素。3.采用数值模拟的方法对连续板和单跨板受四边约束的有限元模型进行研究,分析温差、楼板开洞、楼板沉降、梁距、配筋等因素对现浇板应力状态和分布规律的影响。4.分析和总结因设计导致裂缝产生的主要原因和影响板角裂缝的因素,结合工程实例分别从后浇带的设置、楼板配筋、钢筋的等强代换、开洞楼板、端跨板斜裂缝的控制等方面提出了收缩裂缝的防治措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 插图清单
• 表格清单
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混凝土裂缝的基本概念
• 1.2.1 混凝土裂缝的基本概念
• 1.2.2 裂缝产生的主要原因
• 1.3 研究现状
• 1.4 研究意义
• 1.5 研究内容与方法
• 第二章 钢筋混凝土楼板板角裂缝形成机理和影响因素
• 2.1 混凝土收缩的分类、机理
• 2.2 钢筋混凝土楼板裂缝常见形式
• 2.2.1 按裂缝有害程度划分
• 2.2.2 现浇板常见裂缝分类
• 2.3 钢筋混凝土楼板温度—收缩应力理论分析
• 2.3.1 温度应力基本概念
• 2.3.2 任意时间温度收缩量计算公式
• 2.3.3 温度收缩应力理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 钢筋混凝土楼板板角应力的ANSYS有限元模型分析
• 3.0 有限元法介绍
• 3.1 ANSYS建模过程
• 3.1.1 ANSYS软件介绍
• 3.1.2 ANSYS模型的建立方式
• 3.1.3 本文相关单元的选取
• 3.1.4 材料的属性
• 3.2 有限元模型建立
• 3.3 温差对现浇板应力分布的影响
• 3.4 楼板开洞对现浇板应力分布的影响
• 3.5 楼板沉降对现浇板应力分布的影响
• 3.6 配筋形式对现浇板应力分布的影响
• 3.6.1 配筋对现浇板应力分布的影响
• 3.6.2 配筋形式的选择
• 3.7 梁的间距对现浇板抗裂能力的影响
• 3.8 梁截面对现浇板应力分布的影响
• 3.9 本章小结
• 第四章 裂缝控制在工程实例中的应用
• 4.1 设计因素引起的现浇板裂缝
• 4.2 工程概况
• 4.3 裂缝的防治措施
• 4.3.1 后浇带的设置
• 4.3.2 现浇板的配筋设计
• 4.3.3 开洞处现浇板与墙、梁的变形协调
• 4.3.4 端跨板板角裂缝的防治
• 4.3.5 加强结构的整体性
• 4.3.6 适当加大板厚
• 4.3.7 预埋管线处构造措施
• 4.3.8 其他措施
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果