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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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基于工程监测和数值模拟的混凝土竖向施工缝约束程度研究
Study on restraint degree of concrete vertical construction joints based on engineering monitoring and numerical simulation
2024年第1期
约束程度;竖向施工缝;温度应变;数值模拟;新旧混凝土;弹性模量
Restraint degree; Vertical construction joint; Temperature strain; Numerical simulation; New and old concrete; Elastic modulus
2024年第1期
10.19761/j.1000-4637.2024.01.081.06
国家自然科学基金面上项目(52178214);国家自然科学基金青年基金项目(52008189);高性能无机功能材料工程技术研究中心项目(ZB22108)。
杨 睿,李 明,徐思睿
江苏苏博特新材料股份有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室,江苏 南京 211103

杨 睿,李 明,徐思睿

杨睿,李明,徐思睿.基于工程监测和数值模拟的混凝土竖向施工缝约束程度研究[J].混凝土与水泥制品,2024(1):81-86.

YANG R,LI M,XU S R.Study on restraint degree of concrete vertical construction joints based on engineering monitoring and numerical simulation[J].China Concrete and Cement Products,2024(1):81-86.

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摘   要:对存在竖向施工缝的某厂房顶板和隧道叠合墙结构进行了温度、应变监测和数值模拟。结果表明:顶板和叠合墙在靠近竖向施工缝处的变形均受到显著约束,但其应变峰值和单位温度变形均比靠近水平施工缝处的大;在数值模拟时,将水平施工缝以下底部侧墙和底板的旧混凝土弹性模量均取为实测值,将竖向施工缝一侧的先浇顶板和地连墙的混凝土弹性模量分别取为实测值的25%和50%左右,可使应变计算值与监测值的误差较低;在混凝土抗裂性评估计算中,应考虑对竖向施工缝处旧混凝土的弹性模量进行适当折减。 Abstract: The temperature strain monitoring and numerical simulation of a factory building roof and a tunnel composite wall structure with vertical construction joints were carried out. The results show that the deformation of roof and composite wall near the vertical construction joint is significantly constrained, but the peak strain and unit temperature deformation are greater than those near the horizontal construction joint. In the simulation calculation, when the elastic modulus of the old concrete of the bottom side wall and bottom plate below the horizontal construction joint is taken as the measured value, and the elastic modulus of the concrete on the first poured roof and the diaphragm wall on one side of the vertical construction joint is taken as about 25% and 50% of the measured value, respectively, the error between the calculated strain value and the monitoring value is relatively low. In the evaluation and calculation of concrete crack resistance, appropriate reduction of the elastic modulus of the old concrete at the vertical construction joint should be considered.
英文名 : Study on restraint degree of concrete vertical construction joints based on engineering monitoring and numerical simulation
刊期 : 2024年第1期
关键词 : 约束程度;竖向施工缝;温度应变;数值模拟;新旧混凝土;弹性模量
Key words : Restraint degree; Vertical construction joint; Temperature strain; Numerical simulation; New and old concrete; Elastic modulus
刊期 : 2024年第1期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2024.01.081.06
文章编号 :
基金项目 : 国家自然科学基金面上项目(52178214);国家自然科学基金青年基金项目(52008189);高性能无机功能材料工程技术研究中心项目(ZB22108)。
作者 : 杨 睿,李 明,徐思睿
单位 : 江苏苏博特新材料股份有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室,江苏 南京 211103

杨 睿,李 明,徐思睿

杨睿,李明,徐思睿.基于工程监测和数值模拟的混凝土竖向施工缝约束程度研究[J].混凝土与水泥制品,2024(1):81-86.

YANG R,LI M,XU S R.Study on restraint degree of concrete vertical construction joints based on engineering monitoring and numerical simulation[J].China Concrete and Cement Products,2024(1):81-86.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:对存在竖向施工缝的某厂房顶板和隧道叠合墙结构进行了温度、应变监测和数值模拟。结果表明:顶板和叠合墙在靠近竖向施工缝处的变形均受到显著约束,但其应变峰值和单位温度变形均比靠近水平施工缝处的大;在数值模拟时,将水平施工缝以下底部侧墙和底板的旧混凝土弹性模量均取为实测值,将竖向施工缝一侧的先浇顶板和地连墙的混凝土弹性模量分别取为实测值的25%和50%左右,可使应变计算值与监测值的误差较低;在混凝土抗裂性评估计算中,应考虑对竖向施工缝处旧混凝土的弹性模量进行适当折减。

Abstract: The temperature strain monitoring and numerical simulation of a factory building roof and a tunnel composite wall structure with vertical construction joints were carried out. The results show that the deformation of roof and composite wall near the vertical construction joint is significantly constrained, but the peak strain and unit temperature deformation are greater than those near the horizontal construction joint. In the simulation calculation, when the elastic modulus of the old concrete of the bottom side wall and bottom plate below the horizontal construction joint is taken as the measured value, and the elastic modulus of the concrete on the first poured roof and the diaphragm wall on one side of the vertical construction joint is taken as about 25% and 50% of the measured value, respectively, the error between the calculated strain value and the monitoring value is relatively low. In the evaluation and calculation of concrete crack resistance, appropriate reduction of the elastic modulus of the old concrete at the vertical construction joint should be considered.

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(1)对于顶板结构,靠近先浇顶板处的宽度方向(3-L)应变峰值和单位温度变形显著小于顶板中心厚度方向(1-H),但大于顶板中心宽度方向(1-L),可认为先浇顶板在竖向施工缝处对现浇混凝土变形存在一定约束,但其约束程度明显小于底部侧墙引起的约束。
(2)对于侧墙结构,叠合墙在靠近地连墙的长度方向(a-L、b-L)应变峰值和单位温度变形显著小于复合墙结构的相同位置,但大于复合墙靠近底板处(d-L),可认为地连墙在竖向施工缝处均对现浇混凝土变形存在一定约束,但其约束程度明显小于底板引起的约束。
(3)有限元模拟结果表明,当底部侧墙和底板的弹性模量分别取为实测值,先浇顶板和地连墙的弹性模量分别取为实测值的25%和50%左右时,顶板和侧墙的应变模拟结果与监测结果的误差较小。结合监测数据和数值模拟结果可知,竖向施工缝处新旧混凝土的约束程度低于水平施工缝。
(4)为提高有限元温度应力计算的准确性,在使用共节点法模拟混凝土施工缝时,竖向施工缝处旧混凝土的弹性模量应在实测值的基础上进行适当折减,且不同结构类型的折减程度不同。对于叠合墙这种竖向施工缝较大的结构,折减程度约为50%,这一结果可扩展运用至无柔性防水层的隧道二衬结构。而对于较薄的顶板结构,先浇顶板的弹性模量折减程度可取为75%左右,这一结果可扩展运用至连续浇筑的底板、楼板等结构。

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[6] 苏生.公路隧道二次衬砌开裂机理与抗裂性试验研究[D].杭州:浙江大学,2008.
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杨睿,李明,徐思睿.基于工程监测和数值模拟的混凝土竖向施工缝约束程度研究[J].混凝土与水泥制品,2024(1):81-86.

YANG R,LI M,XU S R.Study on restraint degree of concrete vertical construction joints based on engineering monitoring and numerical simulation[J].China Concrete and Cement Products,2024(1):81-86.

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