大体积混凝土基础水化效应的有限元分析

文章结合实际工程大体积混凝土基础,采用三维瞬态温度场理论,利用ANSYS有限元软件对整体浇筑、分层浇筑、设置水管冷却等不同施工条件下,大体积混凝土基础的温度场和应力场的分布规律进行了分析。结果表明:与整体浇筑相比,分层浇筑和加水管冷却可以有效降低大体积混凝土基础水化效应的温度场和温度应力,对指导工程实践具有重要的现实作用。     

大体积混凝土底板施工的综合防裂技术

大体积混凝土体积庞大,混凝土浇筑后释放出大量水化热,由于体积较大,聚集在混凝土内部的热量不易散发,混凝土内部温度较高,造成混凝土内外温差较大.由于约束的影响,在混凝土的升降温过程中会引起混凝土内部温度应力剧烈变化而导致混凝土结构产生有害裂缝,施工难度较大.结合南京某综合大楼基础底板大体积混凝土工程施工实例,施工前用有限元分析模拟大体积混凝土温度场,根据分析结果制定施工方案,优化混凝土配合比.现场埋设了温度监控点,施工中根据监控信息随时调整养护方案,从而做到信息化施工.实践证明理论分析得出的温度变化规律与实测结果基本符合,采取的施工方案安全可靠,上述综合防裂技术措施的应用确保了该工程大体积混凝土防裂目标的实现.     

大体积混凝土裂缝控制技术应用研究

利用有关大体积混凝土基础早期裂缝及控制技术方面的研究成果,从大体积混凝土配合比设计、温度应力计算、施工、监测等方面出发,阐述了对具体大体积混凝土基础工程实施有效的裂缝控制,取得了良好的效果,为类似工程提供理论指导和实际参考。     

大体积混凝土基础施工与温度控制技术

安徽省新广电中心项目一期工程中的主楼筒体承台基础CT-1等厚度达3.5m,属大体积混凝土结构。为克服大体积混凝土因水化热过高产生裂缝,施工采取优化混凝土配合比、设置后浇带、斜面分层浇筑和实施混凝土浇筑后温度监测等一系列措施,成功地控制了温度和混凝土裂缝的产生,确保了该大体积混凝土基础承台的施工质量。     

南水北调东赵河倒虹吸安全监测

对南水北调中线工程东赵河倒虹吸的进口闸室施工期间的钢筋应力、混凝土应变与温度进行安全监测,首先分析了监测所得的原始数据的误差原因,采用平差、补差和修匀等方法对原始数据进行基本处理以获得更精确的数据;然后对监测数据进行对比分析.结果表明:温度与钢筋应力、混凝土应变之间大致趋势呈现负相关关系,钢筋的最大拉应力与压应力均在钢筋允许承受范围内,满足施工期安全要求.东赵河进口闸室的安全监测不仅保证了工程的安全施工,还可为同类工程的安全监测提供借鉴和参考.     

大体积混凝土冬期施工

在大体积混凝土与冬期施工条件同时具备的情况下,如何保证混凝土施工质量?文章通过一项工程实例介绍了大体积混凝土冬期施工在配合比设计,混凝土浇筑顺序,混凝土内外温控监测及混凝土保温养护等方面采取的有效控制手段,保证了混凝土工程质量.     

考虑温度历程的早龄期大坝混凝土自生体积变形分离方法现场试验

混凝土在水化过程中会产生自生体积变形和温度应变等现象,与混凝土的耐久性有着密切联系,为工程建设各方所关注。对此,在西南某混凝土特高拱坝混凝土浇筑现场,采用无应力计对冷却水管周围两处不同位置处早龄期混凝土的应变进行现场监测,运用成熟度理论考虑混凝土的温度历程对混凝土水化进程的影响,采取一种新方法将总应变计算式解耦,从而摆脱对早龄期混凝土的热膨胀系数为定值的依赖,得出混凝土热膨胀系数在等效龄期下的历程,最终从无应力计变形监测值中分离出温度应变和自生体积变形。试验结果表明:这种方法能考虑混凝土温度因素,精确便捷地对早龄期混凝土的热膨胀系数以及自生体积变形进行分离,给现场混凝土的养护以及防裂施工提供指导。     

高强混凝土方柱不同强度网格箍筋约束效果

GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中给出了螺旋箍筋和焊接环式箍筋作约束箍筋的约束混凝土圆柱轴心受压承载力计算公式,认为柱达到受压承载力时约束箍筋一定屈服,而事实上只有体积配箍率超过某个限值时箍筋才能屈服,同时规范未涉及网格箍筋约束混凝土方柱。为考察网格箍筋约束混凝土方柱达到轴心受压承载力时箍筋的拉应力水平,完成了混凝土轴心抗压强度为50.0~68.0 MPa,箍筋分别采用HRB400、HRB500、HRB600、PC800、PC1 270、抗拉强度标准值为1 570 MPa钢丝的42根网格箍筋约束高强混凝土方柱的轴心受压试验。试验结果表明:在约束混凝土柱达到轴心受压承载力时,存在箍筋不屈服的现象,混凝土轴心抗压强度、体积配箍率和箍筋间距对箍筋应力水平的发挥有较大影响。基于峰值受压荷载下箍筋未屈服的试验数据,建立了峰值受压荷载下箍筋实际拉应变计算公式,提出了峰值受压荷载下箍筋能够屈服的体积配箍率下限值计算方法。通过考虑箍筋实际拉应力对约束混凝土峰值压应力和压应变的影响,建立了网格箍筋约束高强混凝土受压应力-应变关系全曲线方程,为网格箍筋约束混凝土方柱的工程应用及计算方法的完善提供了参考。     

浅谈抗癌中心直线加速器室大体积混凝土施工方案

针对阿尔及利亚特雷姆森省抗癌中心B楼直线加速器室大体积混凝土的施工方案和施工过程中应注意的问题进行探讨,结合该工程的实际情况,剪力墙采取双向浇筑方案且每个方向分段进行浇筑,顶板混凝土浇筑分为10个施工段且每段分3层浇筑,通过制定周密的大体积混凝土施工方案以及合理安排施工现场人员、材料和机械设备,对保证抗癌中心工程B楼直线加速器室大体积混凝土浇筑按时按质的顺利完成起到了积极的作用.     

高层基础大体积混凝土施工难点分析及对策

对某工程的大体积混凝土基础施工难点进行了分析,针对施工难点提出了在混凝土配合比方面的改进措施,并根据本工程的特点提出了混凝土浇筑方案.     

混凝土的极限拉伸与变换弹性体的极限应变

本文提出的问题,就是把混凝土轴向拉伸试验的非线性应力、应变曲线,变换为弹性体的线性应力、应变线,得出了混凝土的极限拉伸与弹性体极限应变的变换关系。这样就使热弹性应力计算与混凝土的极限拉伸协调起来,旨在解决理论分析与实际应用中的矛盾。     

混凝土动态受压力学特性的试验研究与数值分析

采用MTS液压伺服系统对C30、C40两种混凝土进行了不同应变速率下的单轴抗压试验,系统研究了应变速率对混凝土抗压强度、弹性模量及应力应变曲线的影响,给出了描述混凝土在应变速率影响下的抗压强度变化的表达式;并应用有限元法,对简支梁进行了结构动力响应分析,结果表明:两种强度混凝土的抗压强度、弹性模量随着应变速率的增加呈明显增加的趋势,混凝土在动态荷载作用下的应力应变曲线与静态荷载下的应力应变曲线具有很好的相似性;同时,动态荷载作用下,梁中应力发生重分布,应变速率对混凝土结构的动力响应具有显著的影响,需要在混凝土结构设计中充分重视荷载动力效应的分析.     

轻集料混凝土局部受压试验及动力本构分析

为探究轻集料混凝土单轴局部受压动力特性,采用试验机对轻集料混凝土单轴局部受压本构关系进行相关试验研究.考虑了5种不同加载应变率和4种不同加载面积,在位移控制下,得到轻集料混凝土单轴局部受压应力-应变曲线.根据应力-应变曲线特征点的峰值应力、峰值应变和弹性模量,分析不同加载应变率与加载面积对特征点的影响.同时根据混凝土黏弹塑性损伤本构模型,考虑不同加载应变率和加载面积的影响修正模型参数,并通过试验数据验证理论模型的合理性.研究结果表明:加载应变率和加载面积对轻集料混凝土应力-应变曲线影响明显;不同加载面积对轻集料混凝土弹性模量、峰值应力及峰值应变有较大影响;所提出的理论模型能够准确描述轻集料混凝土材料局部动力荷载作用下的应变率效应和非线性行为.     

混凝土单轴动态抗拉特性的试验研究

在应用过程中,混凝土结构肯定要受到动态荷载的作用,而混凝土材料的动态力学特性与静态情况下有非常大的区别.为了考察动态荷载作用下混凝土的抗拉特性,本文应用MTS试验机,对C40混凝土在应变速率为10-5/s～10-2/s范围内进行单轴动态拉伸试验,系统研究了不同应变速率下混凝土的抗拉强度、弹性模量、峰值应变等抗拉力学特性,并分析了应变速率对混凝土抗拉强度、弹性模量等的影响规律.试验结果表明:混凝土抗拉强度、弹性模量会随应变速率的增加而增加,泊松比离散性比较大,规律不明显,动态受拉应力应变曲线与静态相似.这些成果可以为混凝土的结构设计提供技术参数.     

Dynamic mechanical property of hybrid fiber reinforced concrete(HFRC)

The uniaxial compressive response of steel-polypropylene hybrid fiber reinforced concrete(HFRC) and steel fiber-reinforced concrete(SFRC) was analyzed under high strain rate loading with a 74 mm diameter split Hopkinson pressure bar(SHPB).The experimental investigation focused on recorded data and resulted in distinguishing the strain rate that mobilized different ductility of steel-polypropylene hybrid fiber reinforced concrete(HFRC) and steel fiber-reinforced concrete(SFRC).64 specimens of HFRC and SFRC with higher static compressive strength were tested at the strain rates changing from 20 to 120 s-1.The static compressive strength and dynamic stress-strain curves of the two materials were obtained at 4 different strain rates and the failure stress,and peak strain and peak toughness were also analyzed.The results show that HFRC has quite good dynamic mechanical property and clear strain-rate effect,and the failure mechanism of HFRC and SFRC was also compared based on the specimens’ failure modes in static and dynamic compressive tests.     

Lagged strain of laminates in RC beams strengthened with fiber-reinforced polymer

Based on the theory of concrete structure, a new expression was derived for lagged strain of fiber-reinforced polymer （FLIP） laminates in reinforced concrete （RC） beams strengthened with FRP. The influence of different preloaded states and nonlinear stress-strain relationship of compressed concrete were both taken into account in this approach. Then a simplified expression was given by ignoring tensile resistance of concrete. Comparison of analytical predictions with experimental results indicates satisfactory accuracy of the procedures. The errors are less than 8% and 10% respectively when the tensile resistance of concrete is or not considered. While the maximum error of existing procedures is up to 60%.     

H型预应力混凝土护岸桩现场试验研究

为研究H型预应力混凝土护岸桩在内河航道中的适用性，结合湖嘉申线二期航道改建工程，开展了现场试验，对桩土界面处土压力以及桩体内部应力应变进行监测。监测结果表明：背水侧土体的位移受到老护岸和上部荷载的约束，土体被挤得更密实，水平土压力较大；而临水侧是河流且接近河流中轴线，水平土压力较小，最终水平土压力系数在1.1~1.2左右；桩体内部应力大于该型号H型护岸桩的混凝土有效预压应力，沉桩后各测点压应变减小。基于试验结果，对H型护岸桩土压力的计算方法进行了优化，使其更接近于实测值。     

CFRP加固钢筋混凝土梁滞后应变计算方法

为了系统研究从零负载状态到满负载状态各个阶段CFRP片材加固梁滞后应变的计算方法,在充分考虑加固梁不同负载状态及受压区混凝土非线性本构关系的基础上,分别建立了不同负载贴片加固梁考虑混凝土抗拉作用时的滞后应变计算公式及不考虑混凝土抗拉作用时的简化计算公式.试验数据和对比分析结果表明:"考虑混凝土抗拉作用"公式的计算结果与试验数据吻合良好,计算误差<8%,明显优于现有文献的计算方法;"不考虑受拉区混凝土抗拉作用"公式的计算结果在混凝土开裂前和试验值相差较大,但对已裂加固梁的计算误差与"考虑混凝土抗拉作用"公式的计算误差接近.为简化计算,对未裂和已裂混凝土梁贴片加固时的滞后应变可分别采用"换算截面"公式和"不考虑混凝土抗拉作用"公式进行计算,两种简化方法的误差均不会超过10%.     

高强混凝土框架节点非线性有限元分析

混凝土采用等效单轴应变的增量式正交异性分析模型，考虑裂面效应的反复加载本构关系并做了适当的修改。钢筋的应力应变关系中考虑了反复荷载下的Baushinger效应且做了相应的简化。在粘结滑移模型中引用了斜压杆单元和反复荷载下的粘结——滑移关系，并做了局部的变化。在此基础上编制了二维非线性有限元程序，并应用所编程序对四榀高强混凝土框架边节点进行了分析，研究框架节点的滞回曲线、延性、屈服强度、极限强度等性能。结果表明，计算结果与实测结果符合良好。     

FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型

为精确模拟FRP约束混凝土的单轴受压性能,提出了FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型的建立方法.在分析国内外大量试验数据基础上,依据八面体强度准则提出了FRP约束混凝土圆柱极限强度的计算方法,分析FRP约束混凝土圆柱极限应变与侧向约束强度的关系,建立了极限应变的计算方法;分析应力-应变全曲线试验结果中轴向应变与环向应变的关系,建立由轴向应变确定环向应变的计算公式;以Mander本构模型为主动约束关系,采用增量方法计算了FRP约束混凝土圆柱的应力-应变系曲线,模型预测结果与多数试验结果吻合较好.