高层建筑钢筋混凝土基础大底板裂缝机理分析及预防毕业论文(编辑修改稿)

高层建筑钢筋混凝土基础大底板裂缝机理分析及预防毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

术的发展和实验技术的完善，不少学者考虑混凝土的实际结构，建立了构造模型如骨料和水泥石组成的“层构模型”、壳 — 核模型和组合盘体模型等。 通过弹性理论计算，从理论上证明了变形约束力可能导致三种类型微观裂缝： 粘着裂缝：指骨料与水泥石粘接面上的裂缝，主要沿骨料周围出现。 水泥石裂缝：指水泥浆中的裂缝，主要出现在骨料与骨料之间。 骨料裂缝：指骨料本身的裂缝。 这三种裂缝比较，前两种较多，混凝土的微观裂缝主要指前两种。 混凝土微观裂缝产生的原因可按其构造理论加以解释，即把混凝土看做是由骨料、水 泥石、气体、水份等组成的非均质材料，在温度、湿度和其他条件变化下，混凝土逐步 9 硬化，同时产生体积变形，这种变形是不均匀的，水泥石收缩较大，骨料收缩很小，水泥石热膨胀系数较大，骨料热膨胀系数较小，他们之间的相互变形引起约束应力。 在构造理论中提出了一种简单的计算模型，即假定圆形骨料不变形且均匀分布于均质弹性 水泥石中，当水泥石产生收缩时引起内应力，这种应力可引起粘着微裂缝和水泥石微观裂缝，混凝土的微观裂缝肉眼是看不见的，肉眼可见裂缝范围一般以。 大于等于 ，它是微观裂 缝扩展的结果。 下面就通过不同的理论基础来分析混凝土温度裂缝产生的机理。 现在国内外学者普遍认为是混凝土在浇筑、形成过程中不可避免存在着毛细孔、空隙及材料的裂隙缺陷，在外界因素作用下，这些缺陷部位将产生高度的应力集中，并逐渐扩展发展，形成混凝土体中的微裂纹。 另一方面，混凝土体中各相的结合界面是最薄弱的环节，在外界因素作用下，将脱开而形成截面裂隙，并发展成微裂纹。 若外界因素继续作用，混凝土体中的微裂纹经过汇集、贯通的过程而形成宏观裂缝。 同时，宏观裂纹的端部又因应力集中而出现新的微裂纹，甚至出现微裂纹区，这又 将发展成新的宏观裂缝或体现为原有宏观裂纹的延伸。 如此反复交替，宏观裂缝必将沿着一条最薄弱的路径逐渐扩展，最后使混凝土完全断开而破坏。 因此，混凝土材料的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、损伤继续积累、宏观裂缝扩展交织发生的过程。 混凝土材料是由水泥砂浆与粗骨料混合而成的混合物，由于其特有的水化性质使得混凝土结构在施工期就经历了升温和降温两个过程。 混凝土中由于水泥砂浆与骨料热膨胀系数的不同，在升温过程中温度荷载作用下水泥砂浆与骨料所形成的界面首先产生损伤，并随温度增加而发展，因此形成界面裂纹，当 继续增加的温差达到某一数值后，界面裂纹便向水泥砂浆中延伸。 在以后的降温过程中界面裂纹与水泥砂浆中的微裂纹继续发展，以致发展成宏观裂缝，并可能导致混凝土结构发生断裂破坏，由于损伤是不可恢复的，故在以后的降温过程中，所形成的界面裂缝不会消失，而且降温过程中不仅原有的微裂纹会发展，同时也会产生新的微裂纹。 根据试验研究可以得出，骨料和水泥砂浆的最大应力都发生在界面上。 在升温过程中，在骨料中产生径向和环向压应力；在降温过程中，在水泥砂浆中产生径向压应力和环向拉应力。 由于界面是最薄弱的，无论升温还是降温当界面上的 拉应力大于此时的抗拉强度时，就会导致微裂缝。 裂缝的形成和发展与混凝土的龄期和温差有直接关系。 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段： 早期自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约 30 天。 这个阶段的两个特 10 征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化。 由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。 中期自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止， 在这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠 加， 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。 晚期混凝土完全冷却以后的运转时期。 温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。 根据温度应力引起的原因可分为两类： 自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的 ,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。 例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力， 在中间出现压应力。 约束应力： 结构的全部或部分边界受到外界的约束 ,不能自由变形而引起的应力。 如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。 这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。 要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。 在大多数情况下， 需要依靠模型试验或数值计算。 混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛， 计算温度应力时， 必须考虑徐变的影响。 大体积混凝土施工常见的质量问题是温度裂缝。 混凝土随着温度变化而发生膨胀收缩，称为温度变形。 对于大体积混凝土施工阶段来讲，裂缝是由于混凝土温度变形而引起的。 由于混凝土温度变化产生变形受到混凝土内部和外部的约束影响，产生 较大应力，尤其是拉应力，是导致混凝土产生裂缝的主要原因。 泥水化热是大体积混凝土中主要温度因素。 混凝土在硬结过程中，由于水泥的水化作用，在初始几天产生大量的水化热，使混凝土温度升高。 由于混凝土导热不良，体积较大，相对散热较小，因此形成热量的积聚。 内部水化热不易散失，外部混凝土散热较快，水化热温升随壁板厚度增加而加大，混凝土形成一定的温度梯度。 无论温升阶段，还是温降阶段，混凝土中心温度总是高于混凝土表面温度。 根据热胀冷缩的原理，中心部分混凝土膨胀速率要比表 面混凝土大。 因此，混凝土中心与表面各质点间的内约束以及来自地基及其它外部边界约束的共同作用，使混凝土内部产生压应力，混凝土表面产生拉应力。 当温度梯度大到一定程度时，表面拉应力超过混凝土大体积混凝土温度裂缝产生原因的极限抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。 在升温阶段，混凝土未充分硬化，。