钢结构住宅建筑现浇混凝土楼板温度收缩裂缝分析与控制研究

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钢结构住宅常采用钢框架结构,楼板可采用现浇混凝土楼板或叠合楼板,由于主体钢框架与现浇混凝土楼板两者的材料性能差距较大,在温度收缩作用下会产生变形不协调,可能会导致混凝土楼板产生裂缝,影响结构正常使用。因此,研究钢结构住宅建筑在温度收缩作用下现浇混凝土楼板裂缝与控制措施,对保障钢结构住宅建造质量具有较强的理论和工程实践意义。论文以某高层钢结构住宅建筑现浇楼板开裂工程质量问题为研究背景,结合现场实测结果,对钢结构住宅建筑在温度收缩作用下现浇混凝土楼板的开裂问题分析研究。具体研究工作如下:(1)介绍了结构温度收缩效应的基本分析理论,根据环境温度的类型和特点,采用季节温差来反映结构的温度变化。为了考虑混凝土收缩徐变对温度作用的影响,选取混凝土收缩计算模型,并确定了混凝土徐变作用下温差的折减系数。(2)采用整体一次性加载与施工顺序分层加载两种方法对整体结构进行数值模拟,得到了楼板结构在温度收缩作用下纵向与横向变形规律以及混凝土楼板应力分布情况。结合背景工程裂缝实测结果对上述两种方法的结果进行分析,可以表明施工顺序分层加载比整体一次性加载更符合工程实测裂缝结果。对比计算分析施工期间设置后浇带与施工缝对现浇混凝土楼板温度收缩裂缝的影响情况,从施工技术的角度提出了控制温度收缩裂缝的方法。(3)对钢梁-现浇混凝土楼板进行实体数值模拟,考虑结构在温度收缩作用下的应力响应,分析得到了混凝土楼板、栓钉连接件、钢梁以及分布钢筋等构件的应力分布情况和现浇混凝土楼板温度收缩裂缝分布规律。(4)对钢梁-现浇混凝土楼板在温度收缩作用下进行参数化分析,研究了保护层厚度、楼板中分布钢筋的直径与间距、栓钉连接件的布置间距与直径以及在混凝土楼板中设置温度筋对控制温度收缩裂缝的影响,基于分析结果从设计构造角度提出裂缝控制措施。
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