地暖管地面混凝土收缩应力试验研究与施工建议

【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。 【关键词】：地暖管地面 裂缝 界格缝 养护 施工工艺
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU528;TU755
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 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

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