张亚鹏[1]2007年在《高层建筑基础大体积混凝土仿真与温度裂缝控制研究》文中研究表明随着我国高层建筑的兴起,基础底板大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出。本文从微观力学和断裂力学的角度分析了混凝土的开裂机理,找出了影响高层建筑基础大体积混凝土开裂的主要影响因素。结合工程实例,运用ANSYS有限元软件,对高层建筑基础大体积混凝土的温度场及温度应力进行热—结构耦合分析,并对有限元分析中基本参数和边界条件的确定做了初步探讨;分析了水化热系数m对温度场的影响,通过与实测数据的对比,确定了高层建筑基础大体积混凝土水化热系数较适宜的取值范围;分析了地基散热对混凝土温度场的作用,提出了考虑混凝土弹性模量变化和地基约束的温度应力计算模型。通过对数值模拟计算结果的分析,确定了温度裂缝控制关键点和温度荷载作用下构造钢筋的配置原则,提出了高层建筑基础大体积混凝土温度构造钢筋的配置位置、配筋范围以及钢筋加密区范围,为结构设计提供了理论依据。针对大体积混凝土的特点和温度场、温度裂缝控制的要求,以混凝土中心最大温升为目标函数,以混凝土抗压强度和抗裂指标为主要约束条件,建立了高层建筑基础大体积混凝土配合比优化数学模型,应用遗传算法对该模型进行求解,得到了满意的大体积混凝土配合比,并在实际工程中得到验证。
苟季[2]2008年在《大体积混凝土水化热对结构的影响研究》文中研究指明大体积混凝土最早应用于水利工程,但是随着社会经济水平的发展,大体积混凝土已广泛应用于土木工程领域的高层和超高层建筑、大跨度桥梁结构和工业建筑等结构中。本文在总结别人研究的基础上,介绍了大体积混凝土研究的发展情况,土木工程大体积混凝土的特殊性,温度场和应力场的有限单元法以及大体积混凝土的温度裂缝控制措施。并利用大型有限元软件ANSYS分析了以下问题:混凝土水化热温度随结构厚度的变化规律;分层浇筑对大体积混凝土水化热温度的影响;大体积混凝土内部温度场分析;地基约束对建筑基础温度应力的影响;梧州云龙大桥承台的仿真分析计算;某高层建筑筏板基础仿真分析计算。通过对以上内容的分析研究,得到如下结论:混凝土板厚度越大,水化热温升越高,出现最大温度时间越晚;分层浇筑可以有效的降低混凝土的水化热温升,减小混凝土内外温差,控制温度裂缝产生;混凝土中心区域温度高,靠近表面温度较低但是温度梯度大;结构表面系数越大,混凝土温升越大。并给出了以结构表面系数为自变量,混凝土最大水化热温升值的计算公式;地基对基础的约束可以直接影响到温度应力的大小。在地基上设置滑动层,减小地基对基础的约束,可以减小大体积混凝土水化热温度应力。通过两个工程实例的仿真分析,探讨了温度裂缝控制措施在实际工程中的应用,为施工裂缝控制提供理论依据。
俞静[3]2003年在《高层建筑基础大体积混凝土的温度与温度裂缝研究》文中认为一直以来，大体积混凝土被广泛应用于水工结构中，随着现代经济的发展，大体积混凝土也越来越多地被应用到建筑工程领域中。如工业建筑中的大型设备基础、高层民用建筑的筏式基础。大体积混凝土的研究已经日趋成熟，但对于混凝土的开裂，尤其是高层建筑领域的大体积混凝土的开裂，尚无切实可行的控制措施。同时，还没有普遍适用的理论和规范条款，而是一直借鉴于水工混凝土。所以对于高层建筑大体积混凝土的研究依然十分重要。 大体积混凝土一方面由于内外温差而产生应力，另一方面，由于混凝土的凝固，收缩变形受到约束，混凝土会产生拉应力，一旦温差引起的应力和收缩变形引起的应力超过同龄期混凝土的极限抗拉强度，混凝土就会产生裂缝。温度裂缝的产生会降低基础的承载能力，混凝土的耐久性，给建筑带来安全隐患。 本文先从混凝土裂缝的形成机理入手，分析了大体积混凝土裂缝形成的原因，主要影响因素以及裂缝的控制措施。第二，对大体积混凝土的温度场进行了理论研究，运用大型有限元软件ansys模拟的结果表明在计算高层建筑基础大体积混凝土的温度场时要充分考虑混凝土与土壤之间的相互作用，并确定了高层建筑基础大体积混凝土温度场计算时的水化系数的取值范围。最后，结合现场监测的数据和ansys计算的理论值，对高层建筑基础大体积混凝土的温度裂缝的控制提出了有效的控制措施 本文提出考虑混凝土与土壤相互作用的温度场，确定的高层建筑基础大体积混凝土温度场计算时的水化系数的取值范围以及建议的现场温度裂缝的控制措施，对今后建筑工程大体积混凝土的研究具有一定的参考价值。
徐向莹[4]2012年在《超高层建筑大体积混凝土基础温度与温度裂缝控制分析》文中研究指明近些年来,大体积混凝土底板已经在建筑领域中被广泛的应用着。混凝土底板拉应力产生的原因是：由于内外温差而产生的应力；然而混凝土的收缩变形受到土的约束时,拉应力也会产生。而裂缝的产生与应力的关系是需要混凝土底板产生的拉应力超过了其同龄期的极限抗拉强度继而产生裂缝。然而裂缝的产生,会影响到建筑结构的整体性、防水性和耐久性,所以混凝土的裂缝问题作为困扰已经很长时间了。建筑结构的破坏以及倒塌是由混凝土裂缝逐渐演变来的,裂缝的扩展是建筑结构破坏的初始阶段,并且部分的承载力也可能会被削弱。此外,结构的裂缝也会造成如面层脱落,钢筋锈蚀,加剧冻融循环,混凝土碳化等情况,从而降低了结构的耐久性。在大体积混凝土结构的广泛应用的同时,大体积混凝土的温度应力场的计算或控制已经成为土木工程的重点的研究方向之一。然而,在实际工程中很难准确得到大体积混凝土温度应力的解析解,是因为其分布比较复杂,影响因素也很多。然而在飞速发展的计算机技术和数值方法的现代,很多计算方法已经应用于大体积混凝土温度应力的仿真技术,其中有限单元法是应用最为广泛的。本文主要是以一个实际的超高层建筑工程的大体积混凝土温度监测(在工程现场埋设了温度传感器,然后通过混凝土温度测试仪读取温度数据)为背景,结合非线性有限元分析,一方面通过数据来分析在施工期内混凝土的实际温度场变化的规律,之后通过工程上的温度应力简化计算分析了该工程的混凝土温度裂缝控制措施是可行的；接着又在实测数据的基础上,用ANSYS有限元计算软件,对工程现场核心筒区域的混凝土温度场进行了数值模拟,对混凝土龄期内的温度场变化情况进行了分析,并对比分析模拟数据和实测的温度结果,而模拟的数据和实际情况是基本相符的,那么由此可得通过有限元模拟混凝土温度场而进行温度预测和分析是可行的。
王嘉杨[5]2009年在《高层建筑大体积混凝土基础温度裂缝控制的研究》文中研究表明随着我国经济的迅速发展,工程建设规模也随之迅速扩大,工程结构的形式也日趋大型化、复杂化,这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出,已成为一个普遍性的问题。大体积混凝土的裂缝多产生于混凝土的表面或者形成贯穿裂缝,当裂缝产生后,容易使混凝土结构产生渗漏,使侵蚀性介质容易进入混凝土内部,造成钢筋锈蚀,混凝土腐蚀、碳化,损坏混凝土的表面,使混凝土的强度降低,进而影响混凝土的耐久性。为此,大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。文章在参考了大量文献资料的基础上,总结了大体积混凝土开裂的机理,探讨了大体积混凝土结构在温度变化下的破坏和变形规律。文章主要从材料、施工两个方面总结了筏板基础大体积混凝土温度裂缝的控制方法:1.材料方面:通过对混凝土原材料的选择来降低混凝土水化热,降低混凝土成型时的温度,阻止混凝土产生较大的温差;通过在混凝土拌合物中添加纤维的措施来提高混凝土的抗裂性,达到阻止混凝土裂缝发展的目的。2.施工方面:从混凝土的搅拌、输送到混凝土的浇筑、振捣和养护,提出了一套完整的施工方法来预防混凝土出现裂缝。该文结合洛阳市某高层住宅大体积混凝土筏板基础实例,从材料方面和施工方面对该工程的大体积混凝土筏板基础进行严格的控制,并取得了成功。从而说明本文所采取的温控措施是合理的和有效的,为今后大体积混凝土工程的施工提供了方便,也为进一步的研究提供了参考依据。
周云川[6]2009年在《高层建筑基础大体积混凝土温控与裂缝防治》文中认为高层建筑基础底板大体积混凝土开裂现象一直是工程界关注的重点,做好混凝土的裂缝防治对保证工程质量有很重要的意义。大体积混凝土的裂缝防治工作是一个系统工程,其中包含许多环节,混凝土的温控工作是整个系统中首先要保证的重要环节；在抓好温控工作的同时,另外还要注意大体积混凝土在原材料选用、配合比设计以及施工等方面有新的发展变化,也有很多需要研究探讨的地方。1.从理论角度对大体积混凝土温度场、温度应力的基本分析原理和常见求解方法进行了系统分析和总结。重点阐述了大体积混凝土叁维状态下非稳定温度场和温度应力的有限元基本计算分析步骤。2.结合工程实际情况,运用MIDAS有限元分析软件,仿真模拟了昆明市某高层建筑基础大体积混凝土的温度场,计算分析了在温控措施有关参数变化下的温度及温度应力随时间的变化规律,对温控指标运用、温控理念、有限元程序的仿真分析作为温控管理的一种辅助手段等提出了一些看法：加强实验,确定适合具体工程的温控指标；做好大体积混凝土温控的关键是温度和温度应力双控；把有限元程序的分析预测功能和工程实际有机结合起来。3.基于目前混凝土技术的发展情况,大体积混凝土工程出现开裂不一定就是温控没有做好,其中还可能涉及到多组分混凝土各材料之间互相制约的方面没有得到充分考虑,从而导致配合比设计方法有误的因素；也可能是设计上考虑不全面,施工技术和管理措施不完善等因素；所以对大体积混凝土防裂工作在“材料、设计、施工、管理”各个环节的一些观点、成功的经验和措施加以总结归纳,目的就是探索有益成果,服务于工程实践。另外,对裂缝处理也做了补充阐述,可供工程实际借鉴。
穆春龙[7]2009年在《筏板基础混凝土水化热及数值模拟研究》文中提出随着我国高层建筑的兴起,基础底板大体积混凝土结构在现代工程建设中广泛应用,其性能及施工技术已成为工程界研究关注的热点之一。本文从实际工程出发,分析了在混凝土浇筑和固化前期,水化热形成的复杂的温度场,由此形成的温度应力易于导致结构非载荷性开裂,对该类结构的承载性能与安全使用寿命造成不可忽视的威胁。本文从混凝土28天龄期内水化热所形成的温度场及相关计算方法论证入手,结合工程实例,运用ANSYS有限元软件,对高层建筑筏板基础大体积混凝土的温度场进行热分析,初步仿真计算了筏板基础28天龄期内的温度分布规律,从而得到用计算方法预测的温度场,为实现温致开裂趋势评估和制订科学的降温施工工艺的目标提供了阶段性的成果。并对有限元分析中基本参数和边界条件的确定做了初步探讨,分析了水化热系数m、混凝土的导热系数、比热等对温度场的影响,通过与实测数据的对比,确定了高层建筑基础大体积混凝土各参数较适宜的取值范围。论文期间,制定了温度传感器的布置方案,自制温度传感器及温度巡回检测系统,对完成现场温度监控起到了重要作用,并有较广的拓展使用价值。现场测温获得的丰富数据规律对指导循环水降温和优化浇筑工艺起到了很好的作用。最后通过对实测数据和模拟数据的研究整理,分析了混凝土温度场的影响因素,同时提出了对进一步工作的构思与建议。
杨林[8]2013年在《筏板基础大体积混凝土施工技术研究》文中指出近年来,随着我国工程建设规模的不断扩大,高层建筑已在建筑行业占有极为重要地位。筏板基础是高层建筑中常见的基础形式,其板厚较大,属于大体积混凝土结构。由于基础在高层建筑中至关重要,并且基础不断加深、延长,筏板基础大体积混凝土施工技术研究受到广泛重视。裂缝控制是筏板基础大体积混凝土的重点研究方向,本文具体研究了以下几个方面：1.从施工角度分析筏板基础大体积混凝土裂缝产生特点、原因及控制措施,提出基础裂缝主要为表面裂缝,主要是由于施工期间温度变形与收缩变形较大。文章分别从降低混凝土水化热、提高基础混凝土的抗裂性两方面采取措施预防裂缝的产生。2.筏板基础大体积混凝土温度裂缝计算。根据工程案例进行系统的温度裂缝计算,并根据计算结果确定养护措施,指导大体积混凝土施工。3.筏板基础大体积混凝土施工组织、方案及施工工艺研究,重点探讨混凝土温度控制措施,大体积混凝土浇筑、养护措施及温度监测。突出强调了后浇带施工、二次抹压振捣工艺及温度监控技术。在工程案例中,根据现场条件选择相应的施工措施,使施工快速有效开展。4.筏板基础大体积混凝土施工质量控制。分析影响施工质量的主要因素,对施工质量通病采取预防及处理措施,总结提高大体积混凝土施工质量的主要方面。
杨竹香[9]2014年在《某高层结构基础底板大体积砼水化热控制方法的研究分析》文中指出某住宅楼为高度103m的超高层建筑、框架—剪力墙结构、桩基+筏板的基础形式,而筏板厚度达1.9m,长宽各达30m,且混凝土强度等级为C35。筏板大体积砼施工过程中产生的水化热对基础结构必产生不利影响,本文就此问题展开研究,寻找合理有效的解决方法。本文首先通过ANSYS软件仿真模拟该建筑结构基础底板的绝热温升及采取综合降温措施后的水化热温升规律及效果；接着按此方法指导施工采取合理的施工工艺和降温措施,并与实测温度结果对比分析；分析表明气温、结构厚度、混凝土强度对筏板中心最高温度以及水化热温升均有影响。本论文主要分析研究结论如下：1、该筏板垂直温度分布如下：(1)、砼内部存在一个温度梯度几乎为零的高温区域,该高温区域位于筏板中间、约占据结构厚度的二分之一；(2)、前5天,高温区域位于中部,符合中间温度高,基底、基面温度低的规律；(3)、随着混凝土龄期的增长,高温区域逐渐向下移,第14天高温区域的底面已降至基底,此时基底温度最高、中间温度次之、基面温度最低。2、气温对水化热温升的影响是：(1)、底板中心最高温度、浇注温度、水化热温升值均随着气温的升高而上升,其中浇注温度呈直线上升,其余二者上升曲线接近直线；(2)、气温变化时,底板中心最高温度的变化值=浇注温度变化值+水化反应速率变化引起的水化热温升变化值,由于水化反应速率变化引起的水化热温升变化值对最高温度的影响十分有限,底板中心最高温度的变化值近似等于浇注温度的变化值；(3)、水泥水化反应速率变化引起的水化热温升变化值与气温呈线性负相关,若气温高于50℃,水化反应速率变化引起的水化热温升变化值为零,此时底板中心最高温度的变化值等于浇注温度的变化值。3、混凝土结构厚度及强度等级对水化热温升的影响是：(1)、底板中心的最高温度随着结构厚度的增加、混凝土强度等级的提高而升高,反之则降低；(2)、随着结构厚度的增加,底板中心最高温度的上升速率逐渐下降,当结构厚度大于6m时,其上升速率为零,此时底板中心最高温度接近绝热温升。4、采用本文的理论研究结果指导实际工程表明实际工程底板的温控是有效的,该结构使用近二年没有发现任何开裂说明理论分析结果是正确的,对同类结构温控问题有一定的指导意义。
许莹[10]2017年在《多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究》文中研究说明大体积混凝土作为高层、超高层建筑所采用的大型基础之一,已经成为当今必不可少的工程施工项目。虽然在其施工技术、理论研究方面不断的在创新与发展,但是大体积混凝土作为大型的复杂结构,在其裂缝控制方面仍有许多尚未解决的技术难题。在建筑工程领域中,作为高层、超高层建筑的大型基础,多数是筏板基础。这种基础因其底板厚度及面积比较大,在浇筑完成后会由于各种不确定因素而产生裂缝,其中温度裂缝最为常见,也最为严重。所以对应其底板大体积混凝土温度裂缝的控制问题现已成为建筑工程领域所研究重点。大体积混凝土温度裂缝的产生是温度应力作用的结果,而温度应力的大小是由多因素影响下的,如水泥的水化热、外界温度、弹性模量、收缩变形等。不同条件下混凝土结构底板会产生不均匀的温度应力,当应力值逐渐加大,一旦超过混凝土极限拉应力,大体积混凝土结构基础底板就会由于受力不均产生温度裂缝,危害混凝土结构。本文结合具体工程,对基础底板大体积混凝土的研究主要有以下几个方面:(1)在查阅大量文献资料的基础上,对大体积混凝土结构内部温度应力和温度裂缝作分析研究。并总结该工程领域中的近年来国内外的发展现状及今后的发展趋势。(2)分析了大体积混凝土的温度裂缝产生的机理,以及从混凝土自身和其他各方面出发分析了影响大体积混凝土温度裂缝的主要因素。(3)对有限元仿真模拟的理论基础做详细介绍,利用温度场理论在对结构进行温度场分析的基础上进行温度应力场的模拟分析,实现温度—应力的耦合。(4)介绍ANSYS有限元软件的耦合场分析方法,重点介绍了耦合场理论中温度-应力的耦合。(5)结合具体工程实例,对大体积混凝土筏板基础的温度应力场的耦合作具体模拟计算,得出总结,分析仿真结果。并根据对温度应力影响下的结构应变位移进行模拟,并从模拟的结果中分析温度裂缝的产生及控制。
参考文献：
[1]. 高层建筑基础大体积混凝土仿真与温度裂缝控制研究[D]. 张亚鹏. 河北工程大学. 2007
[2]. 大体积混凝土水化热对结构的影响研究[D]. 苟季. 广西大学. 2008
[3]. 高层建筑基础大体积混凝土的温度与温度裂缝研究[D]. 俞静. 武汉理工大学. 2003
[4]. 超高层建筑大体积混凝土基础温度与温度裂缝控制分析[D]. 徐向莹. 安徽理工大学. 2012
[5]. 高层建筑大体积混凝土基础温度裂缝控制的研究[D]. 王嘉杨. 西安建筑科技大学. 2009
[6]. 高层建筑基础大体积混凝土温控与裂缝防治[D]. 周云川. 昆明理工大学. 2009
[7]. 筏板基础混凝土水化热及数值模拟研究[D]. 穆春龙. 东北大学. 2009
[8]. 筏板基础大体积混凝土施工技术研究[D]. 杨林. 郑州大学. 2013
[9]. 某高层结构基础底板大体积砼水化热控制方法的研究分析[D]. 杨竹香. 广西大学. 2014
[10]. 多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究[D]. 许莹. 安徽理工大学. 2017
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