超长钢筋混凝土池壁裂缝机理分析及加固方案研究

发布时间：2020-09-17 08:43

　　超长混凝土水池在施工期间和正常使用阶段经常会出现裂缝,通常都是按照规范设置伸缩缝来释放温度及收缩应力。但是大量的工程实例表明,设缝后的水池仍然会出现裂缝,不但削弱了结构的整体性和抗震性能,而且构造复杂,对水池防水很不利,所以不设缝的超长混凝土水池越来越多。超长混凝土水池出现裂缝的最重要因素是温度应力,其次还有混凝土的收缩、侧向土压力、混凝土的徐变等因素影响。当水池出现裂缝后,为了不影响其正常使用,必须及时采取合适的措施对结构进行加固,因此对于加固方案的选择和加固效果的研究就显得尤为重要。本文采用有限元软件ABAQUS对超长钢筋混凝土水池进行受力分析,探讨了土压力、温度变化及收缩等因素对水池池壁内力的影响规律,且对出现裂缝后的水池池壁进行了加固补强,本文主要成果如下:1、总结了超长混凝土结构中裂缝产生的原因,分析了引起超长混凝土水池池壁出现裂缝的几种主要因素;2、基于考虑温度折减系数的弹性分析方法,提出了超长混凝土池壁收缩当量温差及壁面温差的确定方法;3、采用有限元软件ABAQUS建立超长钢筋混凝土水池的有限元模型,研究了土侧压力、收缩、壁面温差等因素的几种组合工况作用下池壁的应力状态,分析池壁产生裂缝的原因;4、采用ABAQUS软件分析了池壁采用粘贴钢板加固后的应力分布情况,并将其与加固前的应力进行对比分析,证实粘贴钢板加固的有效性,确定了池壁裂缝的加固方案;5、对粘钢加固进行有限元变参分析,分别研究了钢板强度、厚度及横向间距对加固效果的影响;6、总结了超长混凝土池壁的裂缝控制措施,为类似工程的设计和施工提供参考。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU755.7
【部分图文】：

工程图,大体积混凝土结构,超长混凝土结构,平面尺

1.1.1 超长混凝土结构的定义目前，对于超长混凝土结构的严格定义国内外尚未明确给出。国际上对大体积混凝土结构的认定一般是根据它的几何尺寸（其中厚度是主要指标），通常以 0.8~1.0m 作为厚度的分界值。上世纪八十年代，美国混凝土协会重新定义了大体积混凝土结构：“任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体积混凝土”[1]。上述提到的大体积混凝土结构和本文中的超长混凝土结构是同一个概念。按此定义，本文研究的钢筋混凝土池壁长度达 800m，超过《混凝土结构设计规范》规定的长度，亦属于大体积混凝土结构。迄今为止，我国已完成了很多超长结构工程的建设，比如首都国际机场新航站楼，其平面尺寸为 745.7m×342.9m，采取了无粘结预应力楼盖体系；南京国际展览中心，其平面尺寸为 270m×118.5m，属于预应力框架结构；上海铁路南站主站屋，其外径为 260m，内径为 148m，属于圆环形预应力框架结构；珠海拱北口岸广场，其平面尺寸为248m×190m，采取了无粘结预应力平板体系。相应的工程图片如图 1.1~1.4 所示。

工程图,南京国际展览中心

主站,拱北口岸,超长混凝土结构,建筑技术

图 1.3 上海铁路南站主站屋图 1.4 珠海拱北口岸广场1.1.2 工程结构中的伸缩缝对于超长混凝土结构，建筑技术人员通常会按照规范规定在工程中适当设置伸缩

【参考文献】