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超长混凝土结构的间接内力和裂缝控制研究

作　者: 武俊燕
导　师: 孟少平
学　校: 东南大学
专　业: 结构工程
关键词: 超长混凝土结构收缩温度开裂间接应力预应力配筋率
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 4次
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内容摘要

随着我国建设的发展,出现了越来越多的超长结构,为了避免伸缩缝带来的诸多不便,这类结构大多采取了不设伸缩缝的方案,这样,如何解决超长混凝土结构中由于温度变化和混凝土收缩引起的裂缝就成为一个亟待解决的问题。规范对超长混凝土结构的规定较笼统,目前,对于此类结构通常是通过如施工工艺、材料等措施入手来进行裂缝的控制,在设计上缺乏可靠的参考依据,本文便是针对这种情况进行了一些研究工作。本文首先以南京奥体中心大平台为背景工况,进行了混凝土基本的材料试验,试验研究的内容包括:①混凝土的强度和弹性模量随龄期的发展规律;②配筋率不同的情况下补偿收缩混凝土的收缩规律;③不同加载龄期混凝土的徐变规律。关于混凝土的间接应力,已有较多的研究,本文主要对目前常用的两种近似的计算方法进行准确性论证,第一个是收缩等代温差法;第二个是关于考虑徐变时,在周期性变化的季节温差作用下的应力的计算。超长混凝土结构中的间接作用引起的裂缝非常常见,但对裂缝控制的定量研究很少,本文的主要工作是对构件在间接作用下开裂后的工作性态进行研究,间接作用引起的开裂和直接荷载有很大的不同,构件在间接作用下开裂后,刚度降低,内力也随之而减小,本文通过自编程序,采用迭代法求解构件开裂以后的刚度折减系数,考虑了间接作用各项因素的时变性,对混凝土的应力发展和开裂过程进行了模拟,以一单层框架为例,预测其在降温和混凝土收缩共同作用下最终的开裂情况和相应的最终刚度折减系数。在前述研究的基础上,总结前人的研究成果,对超长混凝土结构的设计给出若干初步建议,对结构的布置、间接作用效应组合提出了建议,认为对于允许开裂的结构和不允许开裂的结构,间接作用效应组合有所不同;通过算例说明施加预应力对最终裂缝形成的影响,在规范裂缝计算公式的基础上,计算了直接作用及间接作用下控制裂缝宽度所需的构造配筋率。此外,针对目前我国对于墙式结构的研究较少的现状,本文也对长墙结构的开裂机理和抗裂设计作了介绍。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章绪论  9-13
  1.1 超长混凝土结构的应用现状  9-10
  1.2 国内外的研究现状  10-11
  1.3 本文所做的工作  11-13
第二章混凝土结构的温度收缩作用和徐变  13-21
  2.1 温度作用  13-14
  2.2 混凝土的收缩  14-16
    2.2.1 混凝土的收缩机理  14-15
    2.2.2 混凝土的收缩试验  15-16
  2.3 混凝土的徐变  16-19
    2.3.1 混凝土的徐变机理  16-17
    2.3.2 徐变试验  17-19
  2.4 混凝土的强度及弹性模量试验  19-21
    2.4.1 混凝土的强度发展  19-20
    2.4.2 弹性模量发展  20-21
第三章混凝土结构的间接应力  21-29
  3.1 温度收缩应力机理  21-23
    3.1.1 集中约束构件的温度收缩应力  21-22
    3.1.2 连续约束结构的温度收缩应力  22-23
  3.2 收缩等效为降温的准确性分析  23-24
  3.3 关于季节温差下的徐变温度应力计算的论证  24-29
    3.3.1 徐变计算理论  24-26
    3.3.2 徐变温度应力的算例验证  26-29
第四章受约束构件开裂后的性能研究  29-45
  4.1 概述  29-30
  4.2 梁式结构的开裂研究  30-34
    4.2.1 迭代法的基本思想  30-32
    4.2.2 应力过程模拟  32-34
  4.3 最终裂缝分布  34-38
  4.4 最终的刚度折减系数  38-39
  4.5 开裂刚度折减系数的公式表达  39-43
  4.6 墙式结构的开裂研究  43-45
第五章超长混凝土框架结构设计建议  45-54
  5.1 结构布置  45-46
  5.2 温度收缩钢筋的最小配筋率  46-47
  5.3 裂缝控制措施  47-49
  5.4 间接作用效应的组合  49-51
  5.5 预应力筋的布置  51-52
  5.6 控制裂缝宽度所需的钢筋  52-54
全文总结和展望  54-56
参考文献  56-58
致谢  58

超长混凝土结构的间接内力和裂缝控制研究

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