塑料—混凝土地下粮仓内衬塑料构件在水压力作用下受力性能分析

发布时间：2020-04-10 13:50

【摘要】：利用地下仓进行储粮可以使粮食处在低温密闭的环境中,减缓粮食的衰变并保持品质,但由于地下粮仓建造在地表以下,易受地下水的影响,防水防潮问题突出。本课题研究的塑料-混凝土组合防水体系是利用塑料板与混凝土组合进行地下粮仓防水的新型结构体系,防水形式是将塑料板利用塑料栓钉与混凝土浇筑连接形成地下粮仓内衬防水层。该防水做法可以改变外防水中卷材、涂料易脱落损坏的问题,克服钢板防水易腐蚀的缺点,是一种新型环保的防水形式,可以保证粮食的长期安全储存。塑料-混凝土组合防水体系中内衬塑料构件是由防水塑料板、塑料栓钉、塑料连接节点组成,当外部水进入混凝土和防水塑料板之间时,内衬塑料构件将承受水压力作用。本文通过试验和有限元分析相结合的研究方法,对水压作用下内衬塑料构件防水塑料板上的受力和位移情况进行了分析研究,主要内容及成果如下:(1)结合塑料-混凝土组合防水体系研究现状,对内衬塑料构件进行了归纳总结设计。构件内塑料栓钉采用表面开槽处理的形式,增加与混凝土的抗拔力;塑料栓钉与防水塑料板的连接选择螺纹连接-焊接组合节点;防水塑料板的厚度选择10mm,构件内塑料栓钉设置为200mm、300mm、400mm三种尺寸来研究水压承载力与栓钉间距的关系。(2)进行了水压试验试件的设计与制作,根据不同的栓钉间距制作3个水压试验试件,开展塑料构件的加工与焊接,在内衬塑料构件内侧关键受力点处布置应变测点,在试件外侧布置位移测点。对试验构件进行混凝土浇筑和养护,研究在不同水压和不同栓钉间距条件下,塑料-混凝土组合防水体系中内衬塑料构件的受力和位移变化情况。(3)开展了塑料-混凝土组合防水试件水压加载试验,进行水压作用下的应变和位移采集,记录试验过程中的现象和结果。通过处理分析试验数据,得到了水压承载力与栓钉间距的函数关系式,掌握了内衬塑料构件在水压作用下的应变大小分布和防水塑料板上的位移变化情况,总结出提高节点强度能增强组合试件的整体水压承载力。(4)运用ABAQUS有限元分析软件对内衬塑料构件进行建模分析,根据试验构件建立3种不同栓钉间距的分析模型,模拟水压加载过程,分析得出了构件内的受力和位移变化规律,与试验对比结果基本吻合。构件内受力情况表现为节点位置和栓钉处应力较大,防水塑料板跨中位置应力较小;构件外侧防水塑料板的跨中位移变化较大,并且随着压力增大呈线性增加,节点处位移变化较小。
【图文】：

市地下综合管廊防水设计与施工方法中指出耐久性好的防水材料，选用两道柔性材料布塑料防水板用作防水层，明挖法时可采用外管[17]技术是在地下工程混凝土浇灌时，在结构复杂等部位以及容易出现裂缝的其他部管与混凝土结构整浇在一起。在工程使用后导管注浆方式将灌注液注入渗水部位，堵塞

图 1 预埋式止水注浆管料排水板[18]防排水方式是利用表面封闭凸起的塑料板，并且塑料排水板的刚度和立体空间，，液体、气体可以在凸起空间形成的路径中较为自由地当地下工程结构部位发生渗漏时，渗漏的水可以顺着凸起的排水板形成的隙流到集水井中，达到疏排水目的。海阳[19]、刘文娴[20]等探讨了新型建筑塑料夹层板的应用，如图 2（a）所料防水板是由高抗冲性聚苯乙烯（HIPS）制成，表面由凸起的支撑点形空隙夹层，能在墙面或者底板使渗漏水顺利排入集水井，同时也具有隔潮、凝水的作用。地下工程底板防水做法见图 2（b），这种做法具有防水和合功能，可以消除地下高水位产生的侧向静水压力，能够满足防水要求。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU93

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本文编号：2622303