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地暖管地面混凝土收缩应力试验研究与施工建议

作　者: 丁璐瑶
导　师: 于德湖; 张同波
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 地暖管地面裂缝界格缝养护施工工艺
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来，低温热水辐射采暖系统（以下简称地暖管地面）得到了广泛应用。然而，由于其本身的构造特点，地暖管地面的混凝土层极易产生裂缝，一旦开裂会对精装修层造成破坏，维修工作的难度极大，因此有必要展开其抗裂性能方面的研究。本文围绕地暖管地面工程抗裂性能问题，通过理论分析、工程调研、现场试验及数值模拟等手段，对地暖管地面工程裂缝的原因、影响因素进行了系统分析，并提出有效的抗裂施工工艺。首先，从研究混凝土收缩应力入手，分析混凝土收缩裂缝的影响因素及徐变与应力松弛的影响,同时给出了温度应力计算公式的推导过程，并根据工程实际情况确定了计算温度应力的基本参数，主要包括混凝土收缩当量温差、弹性模量、应力松弛系数等，为计算温度应力提供理论基础。其次，通过调研多个地暖管地面混凝土工程的开裂情况，分析混凝土地面的裂缝形态及裂缝原因，总结地暖管地面混凝土裂缝位置、影响开裂的主要因素及各因素所占的比例，为后期的试验和理论研究提供了方向。第三，依托具体工程进行构件自由干缩试验和现场对比试验。通过对比四种工况下测得的混凝土早期收缩应变值，分析各因素对地暖管地面混凝土开裂的影响。并对不同工况下的约束应力值进行线性回归分析，推导出适用于地暖管地面的混凝土早期约束应力实用计算方法。第四，利用ABAQUS有限元软件对比四种工况下地暖管地面混凝土约束应力，得出了地暖管地面混凝土应力的分布规律。并与现场试验结果对比，验证现场试验所得出结论的正确性。最后，本文从原材料及配合比设计、施工流程两个大方面提出了地暖管地面混凝土抗裂建议施工工艺，以指导工程实际。

全文目录

摘要  9-10
Abstract  10-11
第1章绪论  11-19
  1.1 选题的背景与意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-18
    1.2.1 地暖管地面研究现状  13-15
    1.2.2 混凝土收缩（干缩）应力研究现状  15-18
  1.3 课题来源及主要研究内容  18-19
第2章温度作用下混凝土应力理论分析  19-29
  2.1 混凝土的收缩  19-23
    2.1.1 混凝土收缩应力影响因素  19-21
    2.1.2 混凝土的徐变与应力松弛  21-23
  2.2 混凝土温度应力理论研究  23-29
    2.2.1 混凝土温度应力基本概念  23-25
    2.2.2 混凝土板温度应力方程  25-28
    2.2.3 小结  28-29
第3章工程裂缝调研及原因分析  29-37
  3.1 调研目的  29
  3.2 工程调研情况  29-32
    3.2.1 工程实例  29-32
  3.3 基于工程调研的裂缝形态及原因分析  32-36
    3.3.1 混凝土原材料和配合比设计不当  33-34
    3.3.2 界格缝设置与施工  34
    3.3.3 地面面层厚度不足  34-35
    3.3.4 养护工艺不当  35
    3.3.5 施工工艺及施工工序问题  35-36
    3.3.6 各影响因素所占的比例  36
  3.4 小结  36-37
第4章地暖管地面混凝土裂缝试验研究  37-52
  4.1 试验目的  37
    4.1.1 构件早期自由干缩试验  37
    4.1.2 雍翠华苑现场对比试验  37
  4.2 技术路线  37-38
  4.3 试验工况划分  38
  4.4 试验设备  38-40
  4.5 试验实施  40-42
    4.5.1 构件早期自由干缩试验  40
    4.5.2 四种工况对比试验  40-42
  4.6 试验结果分析  42-50
    4.6.1 构件早期自由干缩试验  42-43
    4.6.2 温度引起的混凝土应变  43-44
    4.6.3 工况一、工况三试验结果及对比分析  44-48
    4.6.4 工况一、工况二试验结果及对比分析  48-50
  4.7 小结  50-52
第5章地暖管地面混凝土早期约束应力实用计算方法  52-65
  5.1 回归计算理论分析  52-53
  5.2 试验数据回归分析  53-63
    5.2.1 构件早期自由干缩试验数据回归  54-55
    5.2.2 工况一数据回归分析  55-58
    5.2.3 工况二数据回归分析  58-60
    5.2.4 工况三数据回归分析  60-63
  5.3 地暖管地面混凝土早期约束应力实用计算公式  63-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章地暖管地面混凝土收缩应力有限元分析  65-79
  6.1 ABAQUS 有限元软件介绍  65-67
    6.1.1 ABAQUS 有限元软件  65
    6.1.2 ABAQUS 各模块功能简介  65-66
    6.1.3 ABAQUS 的分析范围  66-67
  6.2 有限元建模过程  67-70
    6.2.1 基本假设  67
    6.2.2 有限元分析工况划分  67
    6.2.3 ABAQUS 有限元模型分析  67-69
    6.2.4 网格划分  69-70
  6.3 有限元模拟结果  70-77
    6.3.1 工况一不设界格缝，养护  70-71
    6.3.2 工况二不设界格缝，不养护  71-73
    6.3.3 工况三设置界格缝，养护  73-75
    6.3.4 工况四设置界格缝，不养护  75-76
    6.3.5 各工况模拟结果对比分析  76-77
  6.4 有限元分析结果与现场试验结果对比  77-78
  6.5 小结  78-79
第7章地暖管地面混凝土抗裂建议施工工艺  79-82
  7.1 原材料及配合比设计构造  79-80
    7.1.1 原材料及配合比  79
    7.1.2 设计构造  79-80
  7.2 施工工艺  80-82
    7.2.1 工艺流程  80
    7.2.2 工艺要点  80-82
第8章结论及展望  82-84
  8.1 本文总结  82-83
  8.2 展望  83-84
参考文献  84-88
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  88-89
致谢  89

地暖管地面混凝土收缩应力试验研究与施工建议

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