高层建筑基础大体积混凝土裂缝控制技术研究.pdf
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1、1 76 四川建筑科 学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e nc e 第 3 6 卷第 5 期 2 0 1 0年 1 0月 高层建筑基础大体积混凝土裂缝控制技术研究 林立 , 李 慧剑 ( 1 河北建材职业技术学 院, 河北 秦皇 岛0 6 6 0 0 4 ; 2 燕山大学, 河北 秦皇岛0 6 6 0 04) 摘要: 通过工程算法实例说明混凝土温控计算的经验公式与实测温值之间存在着一定偏差, 为此, 需要更精确的计算方法, 以更好地指导大体积混凝土施工实践; 运用大型有限元软件 A N S Y S模拟施工流程进行仿真, 分析了大体积混凝土瞬态温度场
2、 和温度应力场, 并与秦皇岛碧海云天高层公寓大体积混凝土温控实验数据进行对比分析 , 进行论证, 结果可靠。 关键词: 大体积混凝土; 温度裂缝; 温度场; 有限元分析; 裂缝控制 中图分类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 0 ) 0 51 7 6 0 3 S t u d y 0 f c r a c k c o n t r o l i n ma s s c o n c r e t e o f h i g h - r i s e b u i l d i n g S f o u n d a t i o n L I N L i
3、 L I Hu i j i a n ( 1 H e b e i V o c a t i o n a lT e c h n i c al C o H e g e o f B u i l d i n g M a t e r i al s , Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 04 , C h i n a ; 2 Y a n s h a n U n i v e r s i t y , Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 04 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Al g o r i t h m w o r k s t h r
4、 o u g h c o n c r e t e e x a mp l e s o f t h e e mp i r i c a l f o r mu l a o f t e mp e r a t u r e a n d me a s n r e d t e mp e r a t u r e v alu e s d e v i a t i o n e x i s t s b e t w e e n c e r t a i n t h a t t h i s wi l l r e q u i r e a mo r e p r e c i s e me t h o d o f c alc ula
5、t i o n, i n o r d e r t o b e t t e r g u i d e t h e ma s s c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n p r a c t i c e Us i n g o f l a r g e s c a l e fi n i t e e l e me n t s o f t w a r e ANS YS s i mu l a t i o n c o n s t r u c t i o n p r o c e s s s i mula ti o n , a n aly s i s i n g o f t h
6、 e l a r g e v o l u me o f c o n c r e t e t r a n s i e n t t e mp e r a t u r e an d t e mp e r a t ur e s t r e s s fi e l d, c o mp a ris o n i n g a n d a n a l y s i s i n g t h e t e mp e r a t u r e e x p e rime n t al d a t a o f m a s s c o n c ret e hi g h ri s e a p a r t m e n t n a m
7、e d Q i n h u a n g d a o s e a a n d t h e s k y , t o c o n d u c t f e a s i b i t y s t u die s T h e re s ul t s a r e r e l i a b l e Ke y wo r d s : ma s s c o n c r e t e ; t e mp e r a t u r e c r a c k; t e mp e r a t u r e fi e l d o f i n t e r a c t i o n ; fi n i t e e l e me n t a n a
8、ly s i s ; c r a c k c o n t r o l 0 引 言 我们知道 , 欲使大体积混凝土不致开裂( 即不 会产生贯穿性裂缝和表面裂缝) 的条件是 R , 这表明了控制大体积混凝土开裂的两个方面: 一方 面是混凝土抗拉强度要大于各种因素引起的开裂应 力 ; 另一方面是降低总温度应力 , 内部与外部温差应 力、 混凝土收缩应力, 加强混凝土变形能力 , 改善徐 变与松弛能力 。而混凝土温度应力 , 取决于混凝土 浇筑温度、 水泥水化热和混凝土表面温度。即通过 优化配合比, 选择水泥 品种 , 改善混凝土养护条件 , 亦可达到控制大体积混凝土裂缝的目的。 在 目前经常采用的工
9、程算法中, 由于以截面中 心最高温度降温曲线代替平均降温曲线 , 采用经验 公式确定温度近似解 , 并直接应用于相似工程裂缝 控制, 因此 , 近似解偏于安全 , 没有考虑混凝土内部 温度和外界气温影响的连续变化。对浇筑块厚度的 温度修正系数 , 也采用经验系数而得, 很难确切地反 映实际施工中的温度变化规律, 仅供工程实践参考。 收稿 日期 : 2 0 0 9 - 0 2 , 1 1 作者简介 : 林立 ( 1 9 6 9一) , 男 , 河北秦 皇 岛人 , 副教授 , 高级工 程 师 , 硕士 , 主要从事建筑工程技术与管理方面的教学与科研工作 。 E ma i l : j g s x
10、8 0 7 0 2 6 5 1 6 3 c o rn 1 基 础 底板 大体 积 混 凝 土温 控工 程 算法分析 以秦皇岛碧海云天高层公寓基础底板混凝土温 控工程算法 为例 , 该 基础平 面尺 寸为 3 8 7 8 m 3 1 0 8 m, 一般混凝土厚 1 5 m, 局部加厚 , 最厚处达 3 9 m, 混凝土浇筑量约 2 2 0 0 m 。施工浇筑时间为 2 0 0 6年 5月 2 3日5时至 5月 2 4日4时。浇筑环境 平均气温 2 1 。混凝土强度 C 3 5 , 防水等级 P 8 。基 础底板采用斜面分层连续推进 , 自然流淌, 一次到顶 的施工工艺。 经计算 , 1 5 m厚
11、混凝 土 内部最高温度为 = + = 4 0 2 2 o C, 采用砖砌外模( 局部钢模板) , 混凝土的表面温度为 ( T 1 = 2 4 8 2 o C, 中心最高温 度与表面温度之差为 一 f T :1 5 4 0 o C, 未超过 2 5 C的规定。而表 面温度与大气 温度之差为 f f 1 一 = 3 8 2 , 亦未超过 2 5 c 【 = 的规定 , 故不需要采 取其他措施 , 即可保证混凝土质量。 局部 3 9 m厚部位混凝土内部最高温度为 = +巧 =5 0 1 5 , 混凝 土表 面温度为 )= 2 3 4 6 , 中心最高温度与表面温度之差 一 ) = 2 6 6 9 ,
12、 超过 了 2 5 的规定 , 因此需要增加覆盖 2层保温。经 调整后 , 混凝土表 面温度 为 = 3 0 4 c C。这样 , 增加覆盖 2层保温后 , 中心最高温度 与表面温度之差和表 面温度与大气温度之差, 分别 2 0 1 0 N o 5 林立, 等 : 高层建筑基础大体积混凝土裂缝控制技术研究 1 7 7 为 一 =1 9 7 5 C, T b ( 一T q = 9 4 0 C, 均未超 过 2 5 之规定 , 故不需采取其他措施 , 即可保证质 量 。 以上数据结合图 1 , 2所示工程实测平均温度 曲 线分析得 出, 混凝土温控计算结果与实测数据存在 差异 。例如 , 3 9
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