钢筋混凝土厚板墙热收缩应力和应变分析模型的原始研究文献.docx

钢筋混凝土厚板墙热收缩应力与应变分析模型的原始研究文献 摘要 最近的研究实验表明热收缩裂缝在钢筋混凝土板墙上是一个普遍现象。在施工阶段这些裂缝多出现在墙体和低级的结合处。这个问题影响着桥台、挡土墙、罐壁、辐射防护盾，这些地方由于密封性的要求裂缝是被严格控制的。由于问题的复杂性以及大量有贡献作用的技术变革和材料等因素对早期体积的变化起到重大和决定性的作用，因此对早期热收缩效应的预测不是一件容易的事情。 本文提出了一个完整的分析模型，用于确定在原有的地基上钢筋混凝土墙的早期硬化温度、热收缩和热应力变形。作为模型开发的基础，进行了39个墙体的数值分析。这些墙体的尺寸不同，采用的混凝土的水泥和骨料也是是不同类型的。一种被欧洲规范2所提到的压力计算方法又称为测定方法。 引言 在大多数情况下，在板结构的墙结构开始与基础的铸造（第一阶段），浅或深，后1 - 3个月，然后由一个承重墙的承重系统的其余部分执行。在执行墙混凝土的时刻，基础混凝土已经冷却下来（水化热已经释放到环境中），并发生了部分收缩变形。在第一个3天2–壁温度升高（50–80小时），之后，温度开始缓慢下降后，平均1–2周壁及周围空气的温度（图1A）。同时，在墙上有水分含量的变化，结果从水中转移到环境；水的一部分，也必然在水泥水化过程（图1C）。 图 SEQ 图 \* ARABIC 1 钢筋混凝土墙硬化过程中的时间发展：（a）硬化温度，（b）约束热应力，（c）硬化混凝土中的含水量，（d）约束收缩应力。 在加热阶段的墙壁进行显着的自加热由于所谓的热冲击（第一50 - 80小时的混凝土硬化），这可能会导致在这些成员中形成相当大的热应变。墙体与基础的位移受节点内横向钢筋约束，并与墙体和基础混凝土的时间粘结力发展。该债券在发展的第一阶段（采暖期）压缩的壁的混凝土可以观察到由于热膨胀的墙混凝土（图1B）。达到最高温度后，冷却阶段开始在其中发生的应力反演。在冷却阶段，当墙混凝土受热冷却收缩时，压应力和拉应力迅速减小，由于先前浇筑基础约束出现显著（图1B）。在这个阶段，在两个混凝土之间的接合键发展相当。在这个区域中形成的拉力会导致墙的偏心拉伸和基础的偏心受压。图1描绘了所讨论的壁温度、含水量和热收缩应力的时间发展过程。在实际的温度和水分含量的变化是不均匀的壁的横截面由于与环境的热湿交换。其结果是，所产生的应力的值不同的壁中的不同的位置，由于不同的温度和水分含量的值，以及由于可变程度的约束在其长度的壁。然而，所描述的变化表现出的字符类似于图1所示，在大多数领域的墙壁。例如，在墙上的加热和冷却阶段的空间应力分布如图2所示。更详细的讨论的性质和分布的热收缩应力可以发现在工程[ 1 - 7 ]。 图 SEQ 图 \* ARABIC 2 典型钢筋混凝土墙图：（a）混凝土硬化2天后温度分布，（b）混凝土硬化14天后水分含量分布，（c）加热阶段应力图，（d） 冷却阶段的应力图。 所讨论的热收缩应力往往达到相当大的值，并可能导致开裂的结构，这是从耐久性的角度来看的高感兴趣。在一般情况下，可以说，裂纹形成时，在一个给定的位置在结构中的拉伸应力超过在此位置的混凝土的拉伸强度。在所讨论的结构关键是约束拉应力引起的线性外部约束形成的墙壁和以前铸造基金会之间的联合[ 5 - 7 ]。因此，一个潜在的裂纹可以在壁的冷却阶段形成（图3A）。对墙实现经验表明，首先出现裂纹，不直接在墙与基础之间的连接但在一定高度以上的联合。同时这些裂缝最大宽度是上面的联合观测（图3B）。它可以解释的应力分布在墙上的高度-最高值的拉伸应力发生在接头（图4），这已被证明在工程[ 4 - 7 ]。图 图 SEQ 图 \* ARABIC 3 （a）钢筋混凝土墙体硬化和裂纹形成过程中热收缩应力的时间发展。（b）钢筋混凝土墙体中典型的裂纹模式[4]。 由于板层结构早期体积变化的大小和特点，决定了板料结构热收缩裂缝的风险是一项艰巨的任务。这也是一个典型的任务–负载的源材料的结构是由。还必须记住，这些变化发生在材料的机械性能变化的时间。经验聚集在大体积混凝土结构实现的重要性，所以预测的大小和特征早期热在硬化混凝土新结构设计阶段发生的收缩能力的影响。因此，确定热收缩荷载作用的最终效应，这是一个结构的潜在开裂，需要计算的热收缩应变，然后产生应力的分布和幅度。 图 SEQ 图 \* ARABIC 4 冷却阶段钢筋混凝土墙垂直中心部分的硬化温度，含水量变化以及自身诱发和约束应力分布。 评估所讨论的影响分析或数值方法可以使用[ 7 ]。数值方法允许热–湿度场和产生的应力，精确识别然而，它们的使用需要特定的软件[ 13 ] 8–。这就是为什么分析的模型是有用的用于这一目的，它借助热–收缩应力的大小和开裂的风险以及常见问题回答设计师的初步评价：将热–