浅谈混凝土屋面板温差裂缝的原因与防治

建筑物的变形分为荷载变形和非荷载变形。荷载变形在结构设计时已做明确考虑，而非荷载变形的裂缝，一部分由混凝土自身的内应力形成，这种内应力主要来源于混凝土的温度差，塑性沉降，塑性收缩，冷缩及干缩，不均匀沉降等因素。     

地表荷载对地铁车站箱体影响实测及有限元分析

对天津地铁1号线西站车站及隧道在地表荷载作用下产生的沉降进行了现场监测和有限元分析,由于变形缝的存在使结构沉降表现为非连续性;地表荷载下基底土体产生塑性应变导致卸荷后结构仍存在不可恢复的残余变形;侧向地表荷载会导致结构产生较大的倾斜差异沉降并使结构扭转。在此基础上研究了地表荷载位置、结构埋深因素对于存在变形缝的地铁结构箱体变形的影响。结果表明：变形缝的存在会削弱结构刚度、加剧结构沉降以及结构间的差异沉降,并且不同荷载位置下结构的沉降特点也各不相同。此外,对于浅埋结构,荷载位置距结构越远,结构的变形越小,且结构埋置越深地表荷载对结构的影响也越小。     

建筑工程中常见混凝土裂缝的成因及预防措施

本论述通过对建筑工程中常见混凝土裂缝,如荷载裂缝、塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝、碳化收缩裂缝、沉降收缩裂缝、温度裂缝等裂缝特征的描述,详尽地分析了各种裂缝形成的原因。针对荷载裂缝等各种混凝土裂缝产生的原因,从材料、施工等方面提出了预防混凝土裂缝产生的具体措施。     

关于混凝土地面的承载能力

本文对板中荷载下混凝土地面的承载能力作了研究。地面视作为弹性地基上的大尺度刚塑性板。论证了由于板中存在推力以及截面的逐渐开裂,素混凝土构件能显著变形而不(?)其承载能力。这个结果可以解释过去试验中所观察到的现象,即大尺度素混凝土板在板中荷载作用下能够实现内力的重分布。文中对塑性铰线的位置和板的极限荷载的计算方法提出了建议。     

软土地区单桩沉降的简化计算方法

根据300根有桩顶和桩端沉降的单桩荷载试验结果,研究了软土地区的单桩变形特性.将单桩分成预制混凝土方桩、空心混凝土桩、钢管桩和灌注桩四大类,利用弹性理论解对实测资料进行分析,得到基于桩长径比的桩身压缩量简化计算方法.结果表明,预制桩的桩身压缩量最大,空心混凝土和钢管桩其次,灌注桩最小,说明挤土效应对单桩的压缩变形有较大影响.用分层总和法分析桩端沉降,在此基础上改进了预估工作荷载下单桩沉降的简化计算方法.300多根试桩的分析结果表明,本方法能较好地预估单桩在工作荷载下的沉降.     

腐蚀疲劳作用下混凝土膨胀内应力分析

为了研究交变荷载对硫酸盐侵蚀混凝土所产生膨胀内应力的影响,引入受交变荷载应力水平及加载频率影响的有效扩散系数,基于Fick第二定律,建立腐蚀与疲劳耦合作用下的扩散反应方程,并采用有限差分法进行求解;在混凝土单轴抗拉强度本构关系的基础上,由膨胀应变计算膨胀内应力,研究交变荷载应力水平、加载频率、外界硫酸盐浓度和水灰比对其膨胀内应力的影响,并应用灰色关联熵对各因素进行分析.结果表明:随交变荷载应力水平、加载频率、水灰比和外界硫酸盐浓度的增加,膨胀内应力产生以及达到极限抗拉强度的时间出现了不同程度的提前,其中,水灰比是影响膨胀内应力的最主要因素;在腐蚀疲劳工况中,混凝土满足设计要求的前提下宜采用较小的水灰比,以提高其耐久性.     

改进机动法计算大变形下混凝土单向板承载力

基于经典屈服线理论的机动法,建立虚功方程时考虑了大变形下混凝土板塑性铰线截面处的钢筋伸长做功,提出了计算大变形下混凝土单向板在均布荷载作用下极限承载力的改进机动法.为验证本方法的合理性,开展了3种边界条件的6块钢筋混凝土单向板在大变形下的静载试验,并将试验结果与计算结果进行了对比.结果表明:在大变形下混凝土单向板的破坏模式与经典屈服线理论的塑性铰线模式一致;由于受拉薄膜效应的存在,单向板挠度达到跨度的1/15时,仍能承受较大荷载;本方法计算的板极限承载力与试验结果相差不超过10%,具有较好的精度.     

混凝土龄期弹性模量变化对泵站底板及桩土地基受力特性的影响研究

为了研究施工过程中混凝土龄期弹性模量变化对泵站底板及桩土地基受力特性的影响,首先以变形协调方程为理论基础,阐述了底板施工过程中底板应力重分布规律和混凝土龄期弹性模量变化对桩土地基荷载分担的影响;然后以某桩土复合地基泵站工程为例,利用Midas/GTS NX软件建立了泵站和桩土地基的三维有限元模型,并通过监测数据验证了模型的有效性;最后通过数值模拟的方法分析了施工过程中混凝土龄期弹性模量变化对泵站底板沉降和桩土地基荷载分担比的影响.结果显示：底板施工完成工况下,考虑混凝土龄期弹性模量变化的泵站底板最大沉降和单位面积地基土承担的平均荷载比不考虑混凝土龄期弹性模量变化的泵站底板最大沉降和单位面积地基土承担的平均荷载分别高出了91.53%、16.41%;泵站上部结构施工完成工况下,考虑混凝土龄期弹性模量变化的泵站底板最大沉降和单位面积地基土承担的平均荷载比不考虑混凝土龄期弹性模量变化的泵站底板最大沉降和单位面积地基土承担的平均荷载分别高出了27.81%、15.09%;数值模拟结果表明,混凝土龄期弹性模量变化对泵站底板及桩土地基受力特性均有不同程度的影响.     

部分预应力混凝土延性梁的试验研究

本文介绍了配置有较密箍筋的部分预应力混凝土延性梁在大变形领域的多次重复载荷作用下的试验概要,并对该梁的破坏过程、混凝土受压破坏的几个应变值、荷载一位移滞回曲线的特性、延性、塑性铰区域内外的变形特性等试验结果作了若干讨论。     

轨道几何形位变形的力学预测模型

首先，确定轮载分布图、道床变形模量-荷载作用次数关系曲线和道床塑性累积变形百分率-荷载作用次数关系曲线；其次，利用有限元模型、变形模量-荷载作用次数关系曲线和塑性累积变形百分率-荷载作用次数关系曲线得出了随机荷载作用下轨道塑性累积变形随线路里程的变化图和道床塑性累积变形随荷载作用次数的变化图；最后，给出道床顶面和深度方向的垂向应力分布图和道床密实度与变形模量的关系曲线，并讨论了道床顶面应力和轨枕下垂向应力的分布及其与位移的关系，分析了道床密实度和变形模量之间的关系．结果证明，荷载大小和作用次数及其密实度是引起道床变形的重要因素．     

循环荷载下饱和软黏土累积变形遗传分数阶导数开尔文模型

研究循环荷载作用下饱和软黏土的累积变形对计算交通荷载引起的地基沉降具有重要意义。对饱和软黏土分别进行围压为100k Pa、150k Pa、200k Pa的等向固结动应力比为0.1、0.2和偏压固结动应力比为0.06、0.1、0.2的循环加载试验,得到轴向循环塑性应变与时间的关系,分析得到围压、动应力比及固结形式对轴向循环塑性应变的影响规律;将Abel黏壶引入开尔文模型,得到分数阶开尔文模型;利用遗传算法优化轴向循环塑性累积应变的开尔文模型和分数阶开尔文模型的参数,通过分析两组模型的计算值与试验值的对比曲线,得到分数阶开尔文模型更适合模拟计算循环荷载下饱和软黏土的累积变形。     

梁柱截面强弱不同的三类预应力框架试验分析

“柱强于梁”、“梁强于柱”和“梁柱等强”的3种情况在单层预应力框架或多层预应力框架的顶层中是可能出现的．通过4榀预应力混凝土框架在竖向荷载下的试验,对三类预应力混凝土框架的极限荷载、正常使用下的变形、位移延性、塑性内力重分布进行了研究．试验分析结果证明,当截面相对受压区高度较小时,这三类预应力框架均能实现完全的塑性内力重分布,具有较好的位移延性,在正常使用荷载下裂缝宽度和挠度均能满足混凝土结构设计规范的要求．     

交通荷载作用下软土路基沉降有限元分析

基于典型的路基路面体系设计方法,利用有限元分析软件ABAQUS分析交通荷载作用下软土路基沉降与荷载振动的关系,并对比了交通荷载与静荷载作用下路基的变形特性.结果表明,可以通过测定各点振动振幅来推测出该点沉降,也可以通过测定各点沉降来评价交通荷载对环境的振动影响;交通荷载作用下路基的变形特性与静荷载作用下不同,且交通荷载作用下路基沉降是静荷载下的沉降的3~4倍.     

爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的有限元分析

对于重要的建筑物和防护结构,通常都要考虑爆炸冲击荷载的作用,目前钢管混凝土已被广泛地应用于工程结构中.为研究爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的力学性能,采用非线性有限元软件ANSYS/LSDYAN对方钢管混凝土柱在表面爆炸荷载作用下的反应进行了数值模拟.混凝土采用HJC模型,钢管采用考虑应变率的随动硬化塑性模型.分析了折合距离为1.0时柱子的破坏形态和不同折合距离时关键点的位移反应.研究表明,折合距离为1.0时,尽管内填混凝土破坏严重,但钢管能约束混凝土的横向变形,表现出良好的延性,抗爆性能优越.且随着折合距离的增大,柱子变形明显减小.     

高塑性黏土与混凝土接触面剪切特性

通过高塑性黏土与混凝土接触面大型单剪和直剪试验,研究了高塑性黏土与结构接触面的剪切应力应变关系及强度参数.结果表明:单剪试验的剪应力剪应变和直剪试验的剪应力剪切位移呈双曲线关系;在对应垂直荷载作用下,直剪试验的抗剪强度大于单剪试验的抗剪强度;剪胀现象只在低垂直荷载时发生,且不明显;高塑性黏土达到抗剪强度后,在保持强度基本不变的情况下变形可以有很大的发展,表现出较强的变形适应能力和延展性能.     

钢筋轻骨料混凝土框架节点的试验研究

本文论述了四个钢筋轻骨料混凝土框架梁柱节点组合体在低周反复荷载下的试验结果。分析了梁端塑性饺区和节点核心区的强度、变形和粘结锚固性能。提出了设计建议。     

房屋建筑结构裂缝的形成与治理

在房屋建筑的砖砌体及钢筋混凝土房屋结构中，裂缝是具有普遍性的现象。工程实践表明，房屋中的许多裂缝并非由于外荷载所引起，有的在尚未投入使用、受荷载前就出现，这类裂缝是由于变形作用所引起，如温度变形、收缩或膨胀变形、地基差异沉降或膨胀等因素引起的裂缝。了解混凝土结构裂缝的类型、特征和形成机理，对控制和减少混凝土结构裂缝的产生，建立切实可行的裂缝控制方法和途径具有重要意义。     

列车移动荷载下饱和软黏土地基的长期沉降计算

借助空心圆柱扭剪仪开展偏应力空间中主应力轴心形线旋转路径的室内模拟,建立列车移动荷载引发的主应力轴心形旋转路径下土体的塑性累积模型和孔压模型;在动力有限元中引入等效移动列车荷载,并结合分层总和法的思想,建立高速列车移动荷载作用下饱和软黏土地基的长期沉降计算方法,进一步研究交通荷载下地基软土的长期变形规律。研究结果表明:总沉降量随着振次的增加而增大,其增大速率迅速减小,并在振动约250万次时出现拐点,总沉降速率趋于稳定,此时沉降量占4 a总沉降量的90%以上;土体总沉降量随着深度的增加而不断减小,整体沉降主要发生在距地面5 m以上部分,该部分的沉降量占总沉降量的95%以上;随着列车运行速度的增大,地基土层的总沉降增大,当列车速度超过临界速度时,地基的总沉降量反而大幅度减小。     

提运架复合工况下长节段大吨位地下管廊结构安全监测与分析

为了掌握雄安新区城市综合管廊运输与架设过程中的廊体受力情况,明确多工况荷载对地基沉降和管节拼缝连接的影响,采用应力和变形监测设备对提运架复合工况下的管廊结构受力性能和沉降变形进行了现场监测和安全分析,通过将应变计安装在关键管节的顶板和侧墙位置,并对管廊架设过程中的典型管节布置静力水准仪和测缝计,获得了不同工况下综合管廊的受力和变形数据。结果显示：1)综合管廊侧墙受压,顶板受拉,但应力值均未超过混凝土强度标准值;2)综合管廊的沉降变形呈波动变化规律,但波动范围较小,最大沉降监测值仅为2.8mm,管廊结构的沉降变形总体可控;3)综合管廊的管节拼缝宽度变形仅为0.05mm左右,关键管节的接头拼缝连接良好。研究结果表明雄安新区综合管廊的结构受力性能良好,地基沉降和管节拼接不受复合工况动态荷载作用的影响。     

部分预应力混凝土圆形柱的非线性分析

本文提出了一种能够较精确地计算在大变形塑性领域的多次重复荷载作用下的部分预应力混凝土圆形柱的弯矩－曲率滞回曲线的非线性分析方法，该法的计算结果和试验结果吻合较好。