混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性的影响

采用ANSYS Workbench软件的Fluid Flow(Fluent)分析系统对夏季极端高温下外墙瓷砖温度进行模拟,并进行温度实测,验证模拟值与的准确性;提出了外墙柱混凝土收缩徐变各龄期的有效模量计算公式,选取6种不同尺寸的柱-砂浆-瓷砖模型,采用有效模量法模拟混凝土柱收缩徐变对外墙瓷砖剪应力和侧向变形的影响,计算外墙柱混凝土收缩徐变和夏季极端高温作用下瓷砖层剪应力值与侧向变形值。结果表明:外墙瓷砖层模拟温度值略高于实测值;极端高温和混凝土收缩徐变作用下的剪应力值与变形值相差较小,因此,在外墙瓷砖设计时要考虑温度及混凝土收缩徐变两大因素,砂浆层厚度和柱纵向配筋率均是影响剪应力值和侧向变形值大小的主要因素;夏季极端高温环境下外墙瓷砖极有可能发生水平漂移,房屋周边道路均在瓷砖脱落范围之内。     

长期轴向荷载作用下钢骨混凝土柱的变形研究

钢骨混凝土柱结构已被广泛应用在高层建筑结构中,但是,关于这类柱结构在长期荷载作用下,由于混凝土的徐变和收缩引起的与时间相关的力学特性的研究还很少.开展了钢骨混凝土短柱在长期轴向荷载作用下相关特性的试验研究,获得了由于混凝土的收缩和徐变导致的长期轴向变形曲线.基于该实测曲线的分析表明,采用ACI 209的收缩模型和CEB-FIP90的徐变模型,利用龄期调整有效模量法可以较好地模拟钢骨混凝土柱在长期轴向荷载作用下的变形发展.     

某超高层框架-核心筒结构时变效应分析与实测

建立某巨型支撑外框架-核心筒超高层结构的空间有限元模型,基于CEB-FIP(1990)模型计算混凝土收缩徐变效应,按实际工况考虑施工分层加载的影响,分析该结构在实际荷载作用下的竖向位移效应,并将计算结果与现场实测数据进行了对比分析.结果表明:收缩徐变效应对该结构的竖向变形影响较大,框架柱与核心筒的时变性能差异将产生较大的层间位移差;考虑收缩徐变的施工过程分析可以较准确地模拟超高层框架-核心筒结构的竖向位移状况.     

考虑收缩徐变的施工期砼结构可靠度分析

为了研究施工期混凝土收缩徐变对结构构件的影响,采用ANSYS软件模拟分析了施工期混凝土构件的收缩值和徐变值,得到了施工阶段的结构弯矩图;结合可靠度分析方法研究收缩徐变对施工期混凝土框架结构的失效概率的影响。研究结果表明:考虑收缩徐变的施工期混凝土框架结构梁失效概率偏大;收缩徐变对柱端弯矩和梁跨中弯矩影响有利;第2层结构拆模时梁失效概率最大,此阶段梁应进行重点安全控制。     

长期荷载作用下钢-混凝土组合梁的挠度计算与分析

为科学合理计算钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考虑钢梁与混凝土桥面板层间滑移效应、钢-混组合梁全截面剪切变形及混凝土桥面板收缩徐变的影响,运用能量变分法推导出钢-混组合梁挠度计算的控制微分方程.引入均布荷载作用下简支和两跨连续钢-混组合梁的自然边界条件,求解出了钢-混组合梁在这两种边界条件下的挠度计算公式.计算公式的可靠性得到了实测值和有限元值的验证.研究结果表明:考虑剪切变形与层间滑移后,两跨连续钢-混组合梁跨中最大挠度计算值相对于初等梁理论增大37.4％,而同时考虑混凝土收缩徐变后其挠度计算值增大58％;简支钢-混组合梁考虑混凝土的收缩徐变后挠度计算值相对于初等梁理论增大1.55倍,可见混凝土的收缩徐变效应对钢-混组合梁的挠度影响较大.研究成果可为实际工程中钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度计算提供理论依据.     

长期荷载作用下钢-混凝土组合梁的挠度计算与分析

为科学合理计算钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考虑钢梁与混凝土桥面板层间滑移效应、钢-混组合梁全截面剪切变形及混凝土桥面板收缩徐变的影响,运用能量变分法推导出钢-混组合梁挠度计算的控制微分方程.引入均布荷载作用下简支和两跨连续钢-混组合梁的自然边界条件,求解出了钢-混组合梁在这两种边界条件下的挠度计算公式.计算公式的可靠性得到了实测值和有限元值的验证.研究结果表明:考虑剪切变形与层间滑移后,两跨连续钢-混组合梁跨中最大挠度计算值相对于初等梁理论增大37.4％,而同时考虑混凝土收缩徐变后其挠度计算值增大58％;简支钢-混组合梁考虑混凝土的收缩徐变后挠度计算值相对于初等梁理论增大1.55倍,可见混凝土的收缩徐变效应对钢-混组合梁的挠度影响较大.研究成果可为实际工程中钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度计算提供理论依据.     

基于ABAQUS考虑钢筋影响的 混凝土构件收缩徐变分析

基于CEB-FIP(2010)模型采用MATLAB拟合徐变曲线,通过ABAQUS分析软件二次开发了收缩徐变计算程序。在参数验证的基础上,模拟计算了素混凝土及钢筋混凝土柱、单层三跨框架梁在不同参数影响下考虑徐变和收缩影响的竖向变形,提出了考虑钢筋影响的变形折减系数并分析了其影响参数,拟合了不同影响因素下柱的折减系数公式。结果表明:柱的尺寸、混凝土强度与折减系数为二次曲线关系,湿度、配筋率与折减系数为线性关系,轴压比对折减系数影响不大;梁的截面高度、混凝土强度、配筋率与折减系数为二次曲线关系,湿度与折减系数呈线性关系,梁上线荷载大小对折减系数影响不大;折减系数公式能很好地考虑钢筋对混凝土收缩徐变的影响。     

施工过程混凝土收缩徐变的试验研究

本文通过对某一施工中的八层框架结构的钢筋混凝土柱进行施工期间的包括收缩徐变变形值的现场测量,得到现场条件下钢筋混凝土柱应变发展曲线．将实测值与理论分析值进行了分析比较,分析结果表明考虑施工过程才能正确反映混凝土收缩徐变规律．     

约束状态下混凝土拉伸徐变模型

为准确计算混凝土收缩变形在受到内、外部约束情况下产生的拉应力,评估混凝土收缩开裂风险、提高结构物耐久性,该文基于浇筑后混凝土的约束应力及应变试验,研究了混凝土约束状态下的拉伸徐变行为。研究结果表明:约束状态下的混凝土具有较大的流动徐变变形,建立在压缩徐变试验基础上的传统徐变模型不能够精确预测约束状态下混凝土的应力发展。研究根据混凝土实测约束应力-应变数据对传统模型进行改进,建立了更能代表实际工程情况、能够用于混凝土约束应力计算的徐变及松弛模型。     

混凝土收缩徐变的长期效应对混合体系竖向变形差的影响

对于钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系,混凝土的收缩和徐变将直接影响混凝土筒体的缩短并通过连系梁影响钢柱的缩短,从而影响柱筒竖向变形差.本文采用由时间因子控制的.同时考虑施工过程及混凝土收缩徐变效应的位移法递推方程研究了上述问题.分析表明,混凝土收缩徐变的长期效应非常显著,湿度的减小将加剧这种影响.考虑截至结构主体施工完毕3年的混凝土收缩徐变时,结构顶部筒体的累积缩短值将超过钢柱的累积缩短值;钢柱轴力的增加一般超过10%;结构顶部楼层筒体的轴力将变为拉力;部分钢梁弯矩将发生反向.     

混凝土梁剪切徐变试验研究

针对混凝土桥梁剪切徐变问题,提出基于两点加载梁的剪切徐变测试方法。阐述了剪切徐变的测试原理,并推导剪切徐变系数的计算公式。采用数据补偿对温度及收缩的影响进行物理排除,对传感器的布置方案及数据误差的影响进行分析。以三组不同加载等级的试验梁为例,测试了混凝土梁的剪切徐变特性并给出规范系数的修正值。试验结果表明,我国现行规范对于轴向受力混凝土的徐变系数规定是可行的,剪切徐变系数则需乘以2.5~3倍的放大系数;三系数徐变公式修正法可为相关实验和计算提供参考。     

混凝土致裂应力与内外约束和徐变的关系

温度变形、自生体积变形和徐变等受内外约束是混凝土裂缝产生的主要原因．为研究水化反应过程中混凝土内部由于温差、温变幅度和线胀系数差异存在的相互制约关系,减少内外约束下温度和自生体积变形及早龄期混凝土开裂,需要对混凝土温度场和应力场进行精确的仿真．通过仿真计算并根据现场模型试验结果对混凝土温度应变、自生体积应变、徐变、内外约束应变进行反分析研究表明,早龄期混凝土致裂应力主要与徐变和内外约束有关     

预应力钢与高强混凝土组合梁徐变效应分析

在长期荷载作用下,预应力钢与高强混凝土组合梁中的混凝土将产生徐变和收缩变形,从而导致带有柔性剪力连接件的组合梁中混凝土板和钢梁的应力发生重分布·采用按龄期调整有效模量与平均应力相结合的方法,利用预应力组合梁中混凝土板、钢梁及预应力钢索之间变形关系,分别建立了简支预应力组合梁的弹性分析和考虑混凝土徐变效应影响的黏弹性分析数学模型,研制了其数值计算模拟程序·通过计算示例,分析不同时间段内预应力组合梁内力变化、应变分布、弯曲变形及交接面相对滑移及其随时间的变化等·     

某生产车间现浇混凝土楼板板角斜裂缝分析

某现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构生产车间在使用中楼板有不同程度的开裂受损,尤其是房屋西南角(纵横外墙交接处)不同楼层同一部位均有形态、特征相似的板角对穿斜裂缝.为了研究这些对穿斜裂缝的产生机理,采用ANSYS有限元软件,建立三维实体模型,同时考虑温度变化及混凝土收缩变形,先进行热分析,再进行结构分析,最后得到楼板板角处最大主拉应力的分布,验证了温差和混凝土的收缩是楼板45°斜裂缝产生的主要原因.     

碳纤维布加固混凝土梁时效变形分析

按换算截面法推导了CFRP加固混凝土梁时效变形计算公式．在此基础上编制了预测收缩、徐变变形的分析计算程序，考虑了混凝土强度等级、加载应力、配筋率的变化、混凝土开裂、混凝土收缩徐变等因素的影响，与其它计算方法比较表明，该方法能较精确预测CFRP加固混凝土梁的时效变形。     

新旧钢筋混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应分析

为了研究旧桥横向拓宽时混凝土梁的收缩徐变效应,采用错位法对新、旧梁横向拼接后收缩徐变产生的应力重分布进行了分析,在不考虑重力情况下推导了拼接后新、旧梁横截面上的纵向应力及拼接处的纵向剪应力计算公式.以空心板梁为例,分析了由收缩徐变效应引起的新、旧梁上的纵向应力,比较了不同配筋率对板中纵向应力的影响.分析结果表明,新梁中的纵向拉应力可能会引起新梁横向开裂,纵向配筋率对混凝土梁的受力影响较大,而新旧梁拼接处的剪应力则较小.     

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.     

混凝土结构收缩应力问题研究

扼要阐述了混凝土干缩变形及其分析方法，采用两种方法研究混凝土干缩应力的变化规律，对于估算法，其结果比较可靠，而计算湿度场方法仅仅是处于探讨阶段。当考虑混凝土干缩作用时，结构的应力值要大于不考虑干缩的影响，特别是对于薄壁或薄板结构，通过有限元仿真，对上海地铁地下车站混凝土框架结构的干缩应力进行了计算，在一定程度上揭示了结构干缩应力的变化趋势。     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.