施工期鋼筋混凝土構(gòu)件約束收縮變形性能研究.pdf

1、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工期間普遍存在早期變形裂縫問題，一直未能得到有效解決。國內(nèi)外主要側(cè)重于研究素混凝土材料的自由收縮變形性能，然而實(shí)際工程中的混凝土是以配筋構(gòu)件的形式，處于受鋼筋、模板、相鄰構(gòu)件約束的作用下，其收縮變形性能與自由收縮相比有較大差異。由于施工期混凝土力學(xué)、變形性能及約束程度均具有時效特性，鋼筋混凝土構(gòu)件中早期約束應(yīng)力的理論計算不易實(shí)現(xiàn)。開展施工期鋼筋混凝土構(gòu)件約束收縮變形性能的研究，實(shí)現(xiàn)早期約束應(yīng)力的計算有助于為早期開裂的準(zhǔn)確

2、預(yù)測與裂縫的有效控制提供理論支撐，有助于為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫綜合防治提供理論基礎(chǔ)。
　　 論文在總結(jié)國內(nèi)外早齡期混凝土性能、施工期混凝土結(jié)構(gòu)特性研究成果的基礎(chǔ)上，以單一方向變形起主導(dǎo)作用的鋼筋混凝土構(gòu)件為研究對象，依托重慶大學(xué)圖文信息中心等實(shí)際工程，采用現(xiàn)場調(diào)研、資料收集整理、理論分析、室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)等研究方法，系統(tǒng)地開展施工期鋼筋混凝土構(gòu)件約束收縮變形性能的研究，并在此基礎(chǔ)上，立足于施工現(xiàn)場，對鋼筋混凝土墻板類構(gòu)件早期裂縫

3、綜合控制措施進(jìn)行應(yīng)用研究。論文的研究工作及主要成果如下：
　　 ①根據(jù)混凝土構(gòu)件施工早期單一方向主導(dǎo)的開裂模式，提出鋼筋-混凝土-周邊約束(模板、相鄰構(gòu)件)組合體系，分別建立端部約束、周邊連續(xù)約束下鋼筋混凝土構(gòu)件的力學(xué)模型，分析收縮、溫度變形耦合作用下的混凝土構(gòu)件約束變形性能，建立包含鋼筋作用的混凝土約束應(yīng)力計算方程。定量研究了鋼筋約束、周邊約束對混凝土早期應(yīng)力的影響。基于增量迭代理論，建立了混凝土徐變效應(yīng)下應(yīng)力-應(yīng)變時程關(guān)系。

4、
　　 ②改進(jìn)自由收縮試驗(yàn)?zāi)＞?，選取工程實(shí)用配合比，模擬接近實(shí)際構(gòu)件不完全約束情況下的變形受力狀況，研究不同配筋混凝土構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下早期約束收縮性能。詳細(xì)測量了澆筑至28天時段內(nèi)混凝土約束收縮性能，獲得了縱向鋼筋約束條件下混凝土早期(特別是澆筑后3天時段)收縮變形的變化規(guī)律，明確了鋼筋對混凝土早期收縮的約束效應(yīng)，并分析了配合比參數(shù)、配筋特征等因素對混凝土早期約束收縮性能的影響，建立了約束度與配筋之間的定量關(guān)系。
　　

5、③基于國內(nèi)外混凝土性能估算模式，研究了早期混凝土力學(xué)性能的時變規(guī)律，開展混凝土早期力學(xué)性能預(yù)測。通過分析早期混凝土自由收縮發(fā)展速率，提出混凝土早期自由收縮估算建議公式。根據(jù)素混凝土和配筋混凝土的對比收縮試驗(yàn)結(jié)果，提出配筋混凝土早期約束收縮估算建議公式。建立混凝土在收縮拉應(yīng)力作用下早期徐變系數(shù)計算公式，利用增量迭代算法，實(shí)現(xiàn)對鋼筋約束條件下混凝土的自生拉應(yīng)力和早期受拉徐變的量化計算。
　　 ④選取實(shí)際工程典型單向收縮構(gòu)件，進(jìn)行施工

6、期混凝土構(gòu)件早期約束收縮性能的原位試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)獲得了澆筑初期至28天混凝土內(nèi)部溫度、鋼筋與混凝土應(yīng)力應(yīng)變?nèi)珪r程發(fā)展曲線，得到混凝土實(shí)體構(gòu)件在早期收縮作用下應(yīng)力發(fā)展及變形分布特征演化規(guī)律。結(jié)合周邊連續(xù)約束組合體系在混凝土收縮、溫度變形耦合作用下的力學(xué)分析模型，分析了模板、相鄰構(gòu)件約束對混凝土早期收縮應(yīng)力的影響，初步確定了模板與混凝土的水平阻力系數(shù)。通過混凝土及鋼筋應(yīng)變的理論計算值與實(shí)測值的對比，驗(yàn)證了連續(xù)約束作用下鋼筋混凝土構(gòu)件力學(xué)