风与环境温度对大面积混凝土地面连续浇筑长度的影响研究.pdf.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流风与环境温度对大面积混凝土地面连续浇筑长度的影响研究.pdf.doc.精品文档.风与环境温度对大面积混凝土地面连续浇筑长度的影响研究重庆大学硕士学位论文（学术硕士）学生姓名：姜帅指导教师：张希黔教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二 O一四年五月Study on the Influence of Wind and Ambient Temperature on Continuous-casting Length of Large Area Slabs-on-ground A Thesis Submitted to Chongqi

2、ng Universityin Partial Fulfillment of the Requirement for theMasters Degree of EngineeringByJiang ShuaiSupervised by Prof. Zhang XiqianSpecialty: Civil EngineeringCollege of Civil Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May 2014 中文摘要摘要在大面积混凝土地面施工中，首要防止的施工质量问题就是混凝土因为收缩过大而开裂，造成结构形式及建筑功能

3、上不可挽回的损失。连续浇筑长度是每个施工段内所浇筑的混凝土地面的长度，是混凝土地面所受约束大小的决定因素之一，直接关系到混凝土地面的抗裂性能。因此在施工方案设计中，连续浇筑长度是防止混凝土地面开裂、保证施工质量的重要控制参量。连续浇筑长度的确定依据，除去结构本身布置特点外，最重要的就是混凝土地面板的开裂间距 L。开裂间距 L，是在混凝土地面在一定的外界约束条件下两条裂缝间可能的最大距离，连续浇筑长度必须小于 L才能避免开裂。L的大小除去外界约束条件外，由混凝土地面的收缩变形、抗拉强度、弹性模量、温度变形、厚度这五个基本因素决定。施工期间，除了厚度外，其他四个基本因素都是变化的，且施工期间混凝土

4、的松弛徐变特征突出，这使得 L也是随着时间变化的。施工环境中的风及温度，也可以通过影响这四个基本因素，间接的影响混凝土开裂。研究风及环境温度对于施工期混凝土开裂间距的影响，对于准确确定连续浇筑长度、保证大面积混凝土地面施工质量有重要的实际作用。为分析风及环境温度对于混凝土开裂间距的影响，进行了以下三步工作：首先探究风及环境温度对于四个基本因素影响机理的异同，对前期已完成的不同风速及环境温度影响下的混凝土收缩、强度、弹性模量试验结果进行分析。以此研究在不同风速及环境温度下，混凝土收缩、强度、弹模量发展形式及特征。发现在未养护的情况下，风速及环境温度的增加都会降低四个基本因素的值，环境温度的降低作

5、用更明显。将实验数据拟合为合理的函数，作为后续开裂间距分析的基础。运用成熟的差分法进行温度场计算。在建立计算模型时根据实际情况采用相关参数，以此考虑风及环境温度对于混凝土地面内部温度的影响。通过对计算结果的分析，发现在大面积混凝土地面中，风速的增加使得温升量降低，而环境温度上升则会使温升量升高。在拟合函数及温度场计算结果的基础上，通过改进后的混凝土开裂间距计算方法，计算得出 L值在龄期内的变化曲线。通过综合分析风及环境温度对于开裂间距的影响方式及程度，得出以下主要结论：（1）风速和环境温度的增加都会使得连续浇筑长度减小，并使得混凝土地面早期开裂风险增大；（2）环境温度的减小作用更加明显；通过以

6、上三步工作及得到的研究成果，明确了多风及高温环境下大面积混凝I重庆大学硕士学位论文土地面的开裂形式。为确定适宜的连续浇筑长度、组织相应的养护措施提供了可靠的依据。关键词：大面积混凝土地面，风速，环境温度，收缩，开裂间距II英文摘要ABSTRACT In the construction of large area slabs-on-ground, the most serious problem ofconstruction quality is cracking caused by shrinkage of concrete. And that makes someirreparable d

7、amage on structure and building function. The continuous casting length ofslabs-on-ground in every construction segment is one of those factors that determine therestraint stress. It directly related to capacity of slabs-on-ground to resist cracking. Inthe developing of construction program, determi

8、ning the length of continuous casting isthe part strictly controlled for preventing cracking. Determining the length ofcontinuous casting is most importantly based on cracking spacing defined as “L”. “L”means the maximum possible spacing between two cracks on thewith a certain restraint.slabs-on-gro

9、undIn addition to restraint, the value of “L” is also determined by the shrinkage, tensilestrength, elastic modulus, temperature deformation, thickness of concrete slab. Theshrinkage, tensile strength, elastic modulus and temperature deformation defined as“Four Basic Factors” are time-dependent duri

10、ng construction. So that “L” determinedby “Four Basic Factors” is time-dependent as well. Wind and ambient temperature areable to influence cracking on concrete slab indirectly through influencing the“FourBasic Factors” Study on the influence of wind and ambient temperature on crackingspacing of lar

11、ge area slabs-on-ground is useful for determining the length of continuouscasting correctly.In order to research influence of wind and ambient temperature on crackingspacing of large area slabs-on-ground, the three steps work is completed.Step number 1: Based on researching mechanism of wind and amb

12、ienttemperatures influencing on the “Four Basic Factors”, and analyzing the results of thosecomplished tests on shrinkage, tensile strength and elastic modulus of concrete testspecimen, the conclusion that increasesing of wind speed and temperature both reducesvalues of “Four Basic Factors” under co

13、nditions of no concrete curing was obtained.The reducing effect of temperature is more obvious. These characteristics and forms ofshrinkage, tensile strength and Modulus of Elasticitys growth were taken as the basis ofanalysis on cracking Spacing. Reasonable functions were obtained by fitting the te

14、stsresult.Step number 2: The process of working out the temperature field by using differentIII重庆大学硕士学位论文method considered the influence of wind and ambient temperature on temperatureinside concrete slab. By analyzing these calculation results, conclusion shows that theincreasing of wind speed reduc

15、es the amount of temperature rise in concrete slab whilethe the increasing of ambient temperature increases it.Step number 3: Based on fitting function and temperature field, the curve of “L”variation was obtained by improved calculating method. The form of wind and ambienttemperatures influence on

16、cracking spacing was analysed systematically. The mainconclusions obtained were that: (1) Both the increasesing of wind speed and ambienttemperature reduce the value of continuous casting length of slabs-on-ground andincrease the risk of cracking in early age.(2) The effect of ambient temperature is

17、 moreobvious.With these works and analyzings, large area slabs-on-grounds cracking form undercertain condition of wind and ambient temperature was known. These findings arereliable basis for determining the length of continuous casting correctlyKeyword：Large Area Slabs-on-Ground, Wind Speed, Ambient

18、 Temperature,Shrinkage,Cracking Spacing.IV目录目录中文摘要.I英文摘要. III1绪论. 11.1研究背景. 11.1.1大面积混凝土地面的施工特点 . 11.1.2连续浇筑长度的重要性 . 21.2研究的重点. 31.2.1连续浇筑长度与开裂间距的关系 . 31.2.2研究的主要内容 . 41.3国内外研究现状 . 51.3.1 ft、Ec及板内温度. 51.3.2混凝土收缩 . 51.4前期工作及研究意义 . 72影响机理及计算方法. 92.1风及温度的影响机理 . 92.1.1影响连续浇筑长度的复杂机理 . 92.1.2风及环境温度影响四种基本因

19、素的机理 . 92.1.3获得四种基本因素量值的方式 . 112.2开裂间距计算方法 . 122.2.1常用计算方法 . 122.2.2改进计算方法 . 132.2.3施工期内混凝土塑性特征的影响 . 142.2.4计算模型及软件的选择 . 163试验数据及拟合 . 193.1引言. 193.2试验原理. 193.3试验方案. 203.3.1试验分组 . 203.3.2测试内容及试件尺寸 . 203.3.3试件配合比 . 233.4实验结果及分析 . 24V重庆大学硕士学位论文3.4.1试件内部相对湿度. 243.4.2试件收缩应变. 253.4.3试件收缩应变综合分析. 323.4.3试件立

20、方体抗压强度. 353.4.4试件的弹性模量. 373.5试验数据拟合及处理. 383.5.1收缩应变值拟合及处理. 383.5.2强度值拟合及处理. 433.5.3弹性模量值拟合及处理. 463.5.4数据拟合总述. 484温度场计算. 494.1胶凝材料水化热计算. 494.2混凝土绝热温升与环境温度. 504.3混凝土龄期内温度场计算. 514.3.1计算点布置. 524.3.2边界条件的确定. 524.3.3各计算点差分方程的建立. 534.3.4温度场计算中的施工环境因素. 544.3.5差分计算步距的确定. 564.3.6差分矩阵设计. 564.4温度场差分计算结果及分析. 574

21、.4.1 150mm地面板的温度场计算结果及分析. 574.4.2 300mm地面板的温度场计算结果及分析. 634.4.3 500mm地面板的温度场计算结果及分析. 664.4.4综述风速、环境温度、厚度对温度场的影响 . 695开裂间距及应力计算 . 735.1计算原理. 735.1.1温度与收缩应变的整合. 735.1.2混凝土地面应变形式. 745.1.3混凝土地面约束及应力形式. 755.1.4混凝土松弛系数选择. 795.2自约束应力. 795.2.1自约束应力计算方法. 795.2.2自约束应力计算结果. 80VI目录5.2.3风速的影响 . 815.2.4环境温度的影响 . 825.2.5厚度的影响 . 825.3开裂间距 L . 835.3.1开裂间距的计算方法 . 835.3.2最大连续浇筑长度的计算结果 . 855.3.3松弛特性的影响 . 875.3.4风速对的影响 . 885.3.5环境温度的影响 .