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超长混凝土结构建筑学施工过程约束应力机理及平面设计研究

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本文是一篇建筑学论文,建筑学是技术和艺术相结合的学科,建筑的技术和艺术密切相关,相互促进。技艺在建筑学发展史上通常是主导的一方面,在一定条件下,艺术又促进技术的研究。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇建筑学论文,供大家参考。   第1章 绪论   1.1 研究的背景和意义 随着超长混凝土结构在建筑当中不断地涌现,超长混凝土结构的安全性和耐久性越来越受到重视,需要在结构当中少设置或者不设置变形缝来减少混凝土裂缝,因此工程师对结构的抗裂性能提出了更高的要求。通常在超长混凝土结构中为降低温度变形的影响,多采用设置后浇带的方法来释放混凝土中的收缩应力,也就是利用后浇带把超长混凝土结构分成多个片段,每个片段分别单独施工,待混凝土达到相应强度,大约两个月左右,再利用后浇带将各个片段的块体连接成一个整体。后浇带施工方法被广泛的应用于大体积混凝土工程当中,但是设计人员往往依据以前的经验而缺少实际的计算理论,导致工程后期使用过程当中出现很多因后浇带而引起的问题。本文针对超长结构施工过程中,不同部位、不同结构形式下的约束作用以及施工组织安排进行分析研究,使超长混凝土结构在施工过程当中尽量不设缝或者少设缝,减少对后浇带的使用,既能够兼顾超长混凝土一次性超长浇筑过程中长度的需要,又能够减小混凝土因温度变形而产生裂【论文论文就找123yC.cOm原创论文网,QQ:562.239.41】缝。本文主要在前期对超长混凝土合理间歇时间的研究分析的基础上,进一步对超长混凝土间歇法施工技术进行研究,针对地下超长混凝土结构在不同的约束条件下时,不同约束形式对混凝土结构产生约束作用所对应的约束系数值。通过理论分析得到超长混凝土结构在不同约束形式下收缩应力的计算理论,并结合青岛地区具体工程进行验算研究来确定超长混凝土结构最合理的区段划分,最终达到超长混凝土结构无缝施工的效果。 ..........   1.2 国内外研究发展现状 《混凝土结构设计规范》[1](GB50010-2010)中对长超混凝土有明确的规定:即伸缩缝的间距超过规范规定要求的最大间距的钢筋混凝土结构,或者概括为混凝土的伸缩缝间距虽没有超过规范规定的限定值,但结构收缩作用大、温差变化大、对楼屋盖约束作用比较大的竖向结构抗侧构件等钢筋混凝土结构。超长混凝土结构在国内外已被研究多年,在已完工的工程上取得了巨大的成就,获得了许多宝贵的经验。许多的科研人员在超长混凝土结构的构造设计和结构计算、施工的方法、结构裂缝的控制上面做了大量的研究,并制定了相应的施工规范来进行工程的指导。前苏联、英国、德国等国家均在规范中对超长混凝土结构伸缩缝设缝间距[2]作出明确规定,但也提倡采用合理的技术手段及措施来降低结构中混凝土所产生的温度应力。Emborg 和 Bemander[3]在考虑到早期混凝土温度变化、温度传导以及配筋因素的影响,进行了许多的徐变试验、混凝土热体积自由缩膨试验、松弛试验等,在控制温度应力方面做出了重要贡献。A Ghali[4],R Fare 和 M Elbadry[5]在混凝土收缩、徐变及开裂作用下结构内力方面通过采用杆系单元模型进行了深入的研究,推动了在超长混凝土结构在实际工程中的使用。我国对超长混凝土结构的研究起步比较晚,但却对超长混凝土结构有着共同的认知,即温度应力是引起超长混凝土结构产生裂缝的主要原因。由于工民建结构复杂多样,对温度应力的研究也有所局限,尤其是对超长混凝土结构不同约束作用的研究、温度场变化方面的实测数据匮乏。 .........   第2章 超长结构收缩基本理论及主要施工要求   2.1 超长混凝土结构收缩变形 现代工程当中,结构设计的尺寸越来越大,功能要求也越来越复杂,因此对超长混凝土结构的裂缝控制也就更加的严格。通常,混凝土从浇筑到凝固过程中,由于受外界环境及温度的变化,混凝土会发生由流体到塑性固体的变形,这个过程当中水泥会发生水化反应,放出大量的热量,致使混凝土的体积膨胀变大,后期混凝土温度降低后又受到收缩作用,整个过程中温度应力和混凝土收缩的变化不是瞬间完成的,当超过混凝土的极限抗拉强度时就会使结构产生裂缝。因此对超长混凝土结构温度收缩和变形进行控制,来解决因温度变化及混凝土的收缩、徐变等作用造成的混凝土开裂就显得尤为重要,再结合现场施工组织的合理安排,来减少超长结构施工中裂缝的产生。混凝土收缩是指不受荷载作用的混凝土,由于变形而导致体积的减小。混凝土的收缩与物理性质有关,是不可避免的固有属性。混凝土自浇筑硬化开始,会因水化热反应产生大量的热量,造成体积的变化,整个过程混凝土结构内部和表面会由于温度升降温速度的差异,造成混凝土结构的收缩变形。混凝土的收缩根据发生的条件机理又可以划分为几种不同的类型,主要是塑性收缩、自生收缩、温度收缩、碳化收缩和干燥收缩[16]。而实际工程当中,温度收缩和干燥收缩为主要的影响因素。 ........   2.2 超长混凝土结构施工规范及方法   2.2.1 超长混凝土施工规范要求 对于超长混凝土,由于一次性浇筑混凝土的量比较大,温度应力的影响较普通混凝土要大,因此实际使用当中除应满足设计规范及生产工艺要求外,还应该符合相关施工规范[29]的要求:(1)混凝土的设计强度等级宜在 C25~C40 的范围内,并以混凝土 60d 或90d 的强度作为混凝土配合比设计、混凝土体强度评定及工程验收的依据;(2)超长混凝土结构配筋除应满足强度和构造要求外,还应结合大体积混凝土的施工方法来配置控制混凝土温度和收缩的构造配筋;(3)置于岩石类地基上的超长混凝土结构,应在混凝土垫层上设置滑动层;(4)大块式基础及其它筏式、箱体基础不宜设置永久变形缝及竖向施工缝;(5)设计中宜尽量采用减少超长混凝土外部约束的技术措施。超长混凝土结构的材料、配合比也要符合规定的强度等级、抗渗性、耐久性等要求,既要保证满足施工工艺的要求,又可以降低混凝土的绝热温升,减少材料的使用。 ..........   第 3 章 超长结构中不同约束取值分析及试验研究....17 3.1 墙体约束取值研究........17 3.1.1 墙体约束取值理论分析..........17 3.1.2 墙体约束取值的试验研究......20 3.2 普通梁板结构约束取值研究............24 3.3 抗浮锚杆(或桩基础)约束取值研究......31 3.3.1 抗浮锚杆约束取值计算理论分析....31 3.3.2 抗浮锚杆约束取值试验研究............34 3.4 有限元模拟分析............37 3.5 小结............41 第 4 章 超长结构分段长度划分理论分析及试验研究..........43 4.1 间歇法施工分段长度划分理论计算..........43 4.2 分块间相互作用机理分析......50 4.3 混凝土分块间相互作用试验研究....52 4.4 分块浇筑下收缩应力分析......54 4.5 小结............58 第 5 章 施工组织对超长结构分段的影响分析............59 5.1 施工顺序和施工组织....59 5.2 剪力墙与施工缝位置对区段的划分..........66 5.3 施工机具与施工缝位置的影响........67 5.4 小结............67   第5章 施工组织对超长结构分段的影响分析   5.1 施工顺序和施工组织 对于超长混凝土结构区段的划分除了要满足结构设计上的要求外,还要结合后期施工组织来进行合理的安排。通过以往对地下室底板、楼板等不同部位的施工和统计分析,在合理安排施工的间歇时间,充分利用混凝土收缩原理的基础上,来进行施工组织的安排。下面就结合青岛地区具体的工程案例,通过对施工组织中各个影响因素的分析,找到最佳的施工顺序和混凝土浇筑的关键工序,从而减少施工对超长混凝土块体的划分的影响。通过对表中不同施工段人力资源的安排统计分析可以看出,在工程实际工期确定的情况下,所划分施工区段的面积与所需劳动力资源是互相影响,近似成正比关系。为保证不出现窝工现象,进行施工区段划分时应尽量减少出现空置的工作平面,从而达到对施工现场劳动力资源的合理分配,实现人员利用率的最大化。因地下室楼板施工区段一般根据底板划分情况进行划分,所以下面将结合具体工程案例进行分析研究。
...........   结论   超长混凝土结构在工民建建筑当中被广泛的使用,并且在实践方面取得了巨大的成绩和进步。这种以取消后浇带,缩短建设工期的新型施工技术,目前还没有完整的理论来控制施工质量,而且混凝土裂缝和温度应力变形的问题成为阻碍超长混凝土结构进一步施工发展的最大障碍。超长混凝土结构中由于受到各种约束构件的约束作用,因此不同结构形式下对应的约束系数值便是一个很重要的问题,除此之外,混凝土相邻分块间的相互作用约束规律及施工组织安排都是影响超长混凝土结构施工的重要因素,对超长结构施工工艺的优化和设计具有重要的作用。本文通过理论分析并结合工程现场对超长混凝土结构底板、楼板等不同约束形式进行试验监测,通过对混凝土构件温度及混凝土应变值的监测和计算分析,理论上证明超长结构分块施工理论的可行性。利用有限元软件 SAP2000 进行约束用下的规律分析,结合施工组织的安排设计和优化,得到超长混凝土结构在不同约束形式下的约束系数值及分段长度划分的范围。在已有研究成果的基础上,结合间歇时间的影响进一步探讨相邻块体不同间歇时间下浇筑时的相互作用规律,对超长混凝土结构施工中温度约束应力机理研究和平面设计优化起到了指导性的作用。最终全文得到的主要结论如下所示:代写论文QQ:56223941(1)根据对不同结构形式下约束作用的理论计算分析说明,并结合具体工程进行其混凝土温度和应变的监测,得到普通混凝土结构中楼板、底板等不同约束形式下所对应的约束系数值 Cx,并结合整理的相关资料和实际工程实例的反演计算,对不同地基及约束条件下的【论文论文就找123yC.cOm原创论文网,QQ:562.239.41】 Cx取值表进行补充细化。 (2)针对电梯井这种约束形式结合有限元软件进行分析,分析发现电梯井所处位置对楼板变形约束应力的影响规律,对电梯井位于楼板两端时会有较大的约束应力。 (3)通过对间歇法施工技术分段划分计算理论的介绍,并结合青岛市立医院工程实际案例分析,得到超长混凝土最大分块浇筑长度的计算理论,对工程分段划分具有指导意义。 .......... 参考文献(略)代写论文QQ:56223941

关键词:建筑学 应力 机理 平面设计 混凝土结构 过程

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