侧墙结构混凝土早龄期开裂风险影响因素定量研究

采用基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合城市轨道交通工程典型的主体结构形式,考虑材料、结构、施工等因素对城市轨道交通地下车站主体结构混凝土开裂风险的影响,系统研究了混凝土自身材料性能(强度等级、绝热温升、自生体积变形)、结构(长度、厚度)、施工工艺(浇筑季节、入模温度、模板类型、拆模时间)等因素对开裂风险的定量影响,明晰了各参数对侧墙结构混凝土开裂风险的影响规律,为抗裂性能控制指标的确定和类似工程侧墙结构混凝土早期抗裂提供指导。     

苏州滨湖新城地下空间早龄期侧墙结构混凝土变形开裂研究

地下工程结构中超长连续墙体的体积变形和开裂是化学、水化、热学以及力学等多因素变化共同耦合作用的结果。基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合模型,采用三维有限元方法,结合混凝土热、力学参数试验测试结果,计算研究了苏州滨湖新城地下空间超长侧墙实体结构混凝土温度、应变与应力发展过程,评估了其开裂风险随龄期变化情况及补偿收缩混凝土应用效果,为后续实际工程的开展奠定了基础。     

徐州轨道交通地下车站侧墙结构高性能混凝土早期抗裂性能研究

在试验研究高性能混凝土关键热力学参数的基础上,采用基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合城市轨道交通工程主体结构形式,计算分析了徐州轨道交通地下车站侧墙结构早期混凝土的温度及开裂风险的变化过程,据此提出了混凝土抗裂方案,并在徐州市城市轨道交通工程2号线市政府站主体结构进行了示范应用,取得了良好的效果。     

基于多场耦合机制的混凝土墙板结构裂缝控制

实际浇筑成型的混凝土结构早期变形开裂是水化-温度-湿度-约束多场耦合作用的结果。以常见民用混凝土墙板实体结构为例,分析了裂缝特点及产生的原因。基于多场耦合收缩开裂机制,计算了不同工况下侧墙结构混凝土的开裂风险,针对实际工程中对保温和混凝土入模温度难以控制的情况下,提出了不同工况下的最大浇筑长度,用于指导实际工程裂缝控制。     

金鸡湖隧道现浇侧墙结构抗裂性能提升技术与应用

为解决金鸡湖湖底隧道现浇侧墙易出现早期收缩裂缝问题,在采用温控膨胀抗裂剂优化配合比降低收缩应力与开裂风险基础上,基于多场耦合机制的现代混凝土开裂风险评估方法对抗裂性施工影响因素模拟计算,提出温控指标及针对性工艺方法,采用微膨胀抗裂混凝土与预埋水管冷却控温协同抑制厚度1.4 m侧墙开裂风险,通过工程监测与观察验证,材料与工艺措施配合可实现主体结构无贯穿性收缩开裂.     

施工因素对地铁车站侧墙混凝土早期裂缝影响监测分析

监测了不同施工季节、模板材质和拆模时间等工况下某地铁车站主体结构侧墙混凝土温度、应变历程,分析了其对混凝土早期收缩开裂的影响。结果表明,施工时气温越高,侧墙混凝土温升、温降、温降速率以及温降收缩越大,开裂风险也显著上升。使用钢模板有利于早期散热,可显著降低侧墙混凝土的温升与温度峰值,降低其开裂风险。延长木模板拆模时间可减小侧墙混凝土的温降速率,利用混凝土的徐变效应抑制开裂风险。上述施工因素变化过程中,侧墙混凝土的里表温差及其引起的开裂风险总体较小。     

高温入模条件下侧墙结构混凝土早期收缩裂缝控制技术研究

温度收缩和自收缩是导致侧墙结构混凝土在约束条件下早期收缩开裂的主要原因,考虑夏季施工混凝土高温入模时会极大提高侧墙开裂风险的现状,评估了入温度为35℃时功能材料对混凝土温度与变形的影响。结果表明,通过掺加具有温升抑制及微膨胀效果的功能材料可显著降低混凝土早期绝热温升发展速率来降低实体结构温峰,同时能够在温升和温降阶段发挥全过程补偿收缩作用,从驱动力层面上降低了侧墙结构混凝土早期收缩开裂风险。     

混凝土高效抗裂剂在徐州轨道交通地下工程中的应用

轨道交通地下车站侧墙中温度开裂是其最主要的开裂形式,主要是由于结构温升高,且拆模后快速的降温造成收缩开裂。基于此,在混凝土中掺入HME-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂,该抗裂剂能够降低水泥水化速率,进而降低混凝土结构温升及温度开裂风险;并且抗裂剂自身膨胀组分水化产生膨胀,进一步补偿混凝土自收缩及后期温度收缩。HME-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂在徐州轨道交通2号线市政府站中得到了成功的应用,全站侧墙中未见任何贯穿性裂缝。     

浇筑形式对墙体结构混凝土早龄期开裂风险影响研究

文章针对工程现场实体浇筑墙体结构混凝土开裂渗漏普遍严重的现状,采用基于“水化-温度-湿度-约束”多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合工程中几种典型的现浇墙体主体结构一次性浇筑形式,系统研究了墙体结构直线型浇筑、“回”型浇筑、“L型”浇筑、圆环型浇筑等浇筑形式对开裂风险的定量影响,明晰了不同浇筑形式对墙体结构混凝土开裂风险的影响规律,为类似工程墙体结构混凝土早期抗裂提供理论指导。     

温度场与膨胀历程双重调控抑制混凝土开裂技术

侧墙混凝土结构快速温降过程中很大的温度收缩是导致其易于开裂的关键原因。为抑制这一风险,从温度场与膨胀历程双重调控角度出发,一方面通过新型水化热调控材料削弱侧墙混凝土温峰,控制温降速率,抑制温度收缩;另一方面掺入CaO类高效膨胀剂,产生显著有效膨胀,补偿侧墙混凝土结构温度收缩和自收缩。二者复合使用,是提升侧墙混凝土抗裂性行之有效的方法。这一技术在重庆天和国际商业中心侧墙大体积混凝土结构中得到成功应用,混凝土14 d水养限制膨胀率达0.028%,并降低了结构中心部位最高温升约6.2℃,降温幅度近10%。     

混凝土早龄期性能与裂缝控制

从混凝土微观结构出发,研究普通混凝土、高性能混凝土成型过程的时变温度场;对裂缝持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统的研究;综合考虑混凝土材料、结构特征,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施;提出裂缝开展的预测和控制方法,建立裂缝扩展过程的损伤模型;在理论分析与试验研究的基础上,总结了混凝土早龄期的水化、温度、收缩、徐变、力学性能和断裂性能随时间的发展规律;综合分析各种因素对混凝土早期开裂的影响,推导了混凝土结构内部应力的增量计算方法。对室内试验与实际工程的研究表明：对混凝土早期开裂的分析应该是对混凝土温度、收缩、徐变、力学性能、结构特征等因素的综合动态分析,提出的混凝土早龄期开裂分析模型与试验结果吻合良好,采用理论模型结合数值模拟的方法可以有效提高分析过程的效率与准确性。图18参22     

基于ANSYS的混凝土温度裂缝控制仿真分析

进行混凝土结构的温度裂缝控制仿真分析需要考虑的因素,主要有混凝土的材料特性、外界条件、施工过程、温控措施和结构形式等。利用ANSYS提供的二次开发工具,开发了具有常见混凝土结构温度裂缝控制仿真分析功能的专用有限元系统,并用该系统求解了某地下室工程侧墙的温度场和应力场分布,为其设计、施工中进行温控防裂提供了有益的借鉴。     

多种作用下超长地下混凝土结构开裂概率分析

为了充分利用地下空间,超长地下混凝土结构在许多城市中得到应用。该类结构建造和运营过程中受到多种因素作用,其中温度和收缩徐变效应明显,存在较大开裂风险,其适用性和耐久性受到很大影响。超长地下混凝土结构温度及收缩徐变效应具有明显随机性,目前常用的确定性分析方法无法合理评估结构开裂可能性。本文考虑超长地下结构建造过程、材料特性及环境等多种因素,结合有限元仿真分析、响应面拟合技术和蒙特卡罗法,获得超长地下结构最大主拉应力的统计矩,并从概率的角度对超长地下结构的开裂问题开展评估,所获得的结果可以用于指导相关设计工作。     

地铁叠合结构车站侧墙开裂探析

介绍了地铁叠合结构车站防水的基本概念,对地铁叠合结构车站侧墙混凝土所受的温度应力、混凝土干缩变形、自身体积变形等进行了分析研究,得出了产生侧墙裂缝原因的几点结论。     

现浇隧道结构混凝土不同裂缝控制技术效果比较

在控制原材料质量、优化配合比、降低入模温度的基础上,依托厚1.3 m、长10 m的现浇隧道模型,比较了分别以掺加具有温升抑制及微膨胀功能的抗裂剂与设置加密冷却水管为核心的裂缝控制成套技术方案效果。尽管采取间距为30 cm的加密冷却水管措施可大幅降低混凝土温峰值,但侧墙结构混凝土仍出现贯穿性裂缝,表明自收缩也是混凝土早期开裂的主要原因之一。模型试验及随后的工程应用结果表明,从功能材料角度出发实现对混凝土温度历程与全过程变形历程的双重调控是抑制现浇隧道结构混凝土早期收缩开裂的关键及可行性方案。     

基于接触摩擦单元的面板坝子模型分析

考虑高面板堆石坝实际的施工特点和面板分期浇筑特点,提出采用子模型法分析面板的应力变形,而面板与挤压边墙之间的特殊边界采用基于莫尔–库仑准则的无厚度接触摩擦单元进行模拟。子模型法把面板、挤压边墙以及面板周边的混凝土趾板从面板堆石坝的整体模型中脱离出来作为研究对象,在挤压边墙的底部施加与其相连的已知垫层料位移,在面板的表面施加水压力,进行数值分析。应用子模型分析面板的应力变形最大的优点就是可以充分考虑面板浇筑前的削坡和补坡等施工程序,以真实反映面板浇筑前的初始变形条件。由于子模型的单元网格规模相对较小,因而混凝土面板可以采用精细的单元网格以真实模拟面板沿厚度方向的应力梯度分布,面板也可以采用复杂的非线性本构模型和开裂破坏准则以及考虑施工期瞬态温度荷载对面板应力的影响。同时,对面板的竖缝和周边缝也可进行详细模拟。工程数值算例结果表明基于接触摩擦单元的子模型法计算面板应力变形的可行性和实用性。     

广东地区空心大板住宅外墙板裂缝的研究与改进

本文对广东地区空心大板住宅外墙板的裂缝问题,从混凝土干缩与自然温差两方面考虑,先计算出无配筋墙板与配筋墙板的混凝土干缩量,折算成当量温差和自然温差进行叠加,再算出墙板温度应力值与混凝土抗拉强度作比较,从几种可能发生的温差情况中,定量地分析外墙板裂缝产生的原因,并提出了设计改进措施。     

火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场数值模拟

为了研究配筋率、升温曲线、多面受火、传热系数等因素对钢筋混凝土剪力墙温度场的影响,利用COMSOL 多物理场建模与仿真软件对火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场进行模拟,并得到不同因素变化条件下的剪力墙的温度场分布规律,模拟结果与试验结果符合良好。对温度场模拟中各参数对温度场的影响进行了讨论,结果表明：受火时间越长,钢筋混凝土剪力墙的温度越高;相比于配筋率和骨料类型,不同升温速率对钢筋混凝土剪力墙的温度场的影响更为显著,且钢筋混凝土剪力墙边缘处的钢筋对其温度场也有明显的影响。此外,单面和三面受火的钢筋混凝土剪力墙的核心区温度值较为接近,双面和四面受火的钢筋混凝土剪力墙的核心温度较为接近;受火面的传热系数中对流传热系数和综合辐射系数对传热的影响显著,当温度大于一定程度时,辐射系数大于0.7 时,对流传热系数对传热的影响可以忽略不计。     

底层大空间带暗支撑剪力墙结构振动台试验研究

进行了2个1/8缩尺的底层大空间部分框支剪力墙结构模型(其中一个模型的两片落地剪力墙配有暗支撑)的振动台试验,试验结构经历了弹性阶段、开裂直至破坏全过程,研究了结构在各个阶段的动力特性变化及动力反应,比较了两个结构模型的破坏形态,进行了弹性和非线性有限元时程反应分析。试验及分析结果表明,在混凝土开裂前的弹性阶段,带暗支撑剪力墙结构的抗震性能与普通剪力墙结构基本相同;在混凝土开裂后的弹塑性阶段,带暗支撑剪力墙结构的结构抗力明显大于普通剪力墙结构的结构抗力,带暗支撑剪力墙结构模型的底层最大层间位移反应比普通剪力墙结构模型的底层最大层间位移反应显著减小,带暗支撑剪力墙与普通剪力墙的破坏形态不同,带暗支撑剪力墙底部塑性铰区的高度显著大于普通剪力墙底部塑性铰区的高度。