大体积钢筋混凝土基础板温度收缩裂缝的控制研究
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摘要
混凝土温度收缩裂缝问题十分复杂，涉及到工程结构的方方面面，不仅涉及到岩土工程、结构工程、建筑材料等专业知识，而且还涉及环境工程、热传导、施工技术等专业知识。本文结合吴江市人防指挥中心筏板基础施工，来研究混凝土的温度收缩裂缝的机制与有效的控制措施。
1、在查阅大量的参考文献的基础上，简单地介绍大体积混凝土筏板基础的温度收缩裂缝的特征，分析钢筋混凝土温度收缩裂缝的形成的基本原因，并从筏板基础的混凝土配筋、混凝土徐变、混凝土的收缩、混凝土的材料性能、混凝土的施工等方面入手，分析钢筋混凝土筏板裂缝影响因素。
2、以热传导方程的基本原理出发，考虑实际工程的边界条件，定性地分析混凝土筏板基础在施工阶段及冷却阶段温度场的分布规律和特点，提出影响混凝土温度场的各种因素。
3、在简约介绍温度应力基本概念、基本特征的基础上，结合现浇钢筋混凝土筏板基础的边界条件，建立混凝土基础板的温度收缩应力的计算模型，经过理论推导，得出混凝土基础板的温度收缩应力的计算公式和混凝土整体浇筑长度的计算公式。
4、从设计、原材料、施工等方面，综合性提出了控制温度收缩裂缝的具体措施。
5、以实际工程为例，对温度收缩裂缝控制措施进行了综合运用，进一步来说明这些防止钢筋混凝土筏板基础裂缝技术的可行性和合理性。
The problems of temperature crack in reinforced concrete are very complicated. They not only involve geological, structural and material engineering, but also environmental engineering, heat transportation and construction technology. In this paper, the mechanisms of temperature crack and crack-prevention methods were studied through a practical foundation construction project in Wujiang city. The contents are as follows:
1. On the basis of consulting a large number of references, the characteristics of temperature-shrink crack for the slab foundation of large volume concrete are introduced and discussed. The temperature-shrink crack reasons of the reinforced concrete are analyzed. From the respects of concrete reinforcement, creep, shrink, material performance of the concrete and construction, the influence factors of the slab crack are analyzed in details.
2. Based on the heat-conduction equation and boundary conditions, the distribution and properties of concrete temperature field in the process of concrete cooling are investigated. Several influence factors of concrete temperature field are put forward.
3. The basic conception and feature of temperature stress is briefly introduced. The calculation models of temperature stress for the foundation slab are established. The formula of maximum build-length of concrete foundation slab is derived through temperature stress analysis.
4. From the respects of the design, raw materials and construction etc., the specific measures of controlling temperature shrink cracks have been put forward.
5. The methods of controlling temperature shrink crack are applied in a practical concrete slab project, which shows the feasibility and rationality of these methods.
1、在查阅大量的参考文献的基础上，简单地介绍大体积混凝土筏板基础的温度收缩裂缝的特征，分析钢筋混凝土温度收缩裂缝的形成的基本原因，并从筏板基础的混凝土配筋、混凝土徐变、混凝土的收缩、混凝土的材料性能、混凝土的施工等方面入手，分析钢筋混凝土筏板裂缝影响因素。
2、以热传导方程的基本原理出发，考虑实际工程的边界条件，定性地分析混凝土筏板基础在施工阶段及冷却阶段温度场的分布规律和特点，提出影响混凝土温度场的各种因素。
3、在简约介绍温度应力基本概念、基本特征的基础上，结合现浇钢筋混凝土筏板基础的边界条件，建立混凝土基础板的温度收缩应力的计算模型，经过理论推导，得出混凝土基础板的温度收缩应力的计算公式和混凝土整体浇筑长度的计算公式。
4、从设计、原材料、施工等方面，综合性提出了控制温度收缩裂缝的具体措施。
5、以实际工程为例，对温度收缩裂缝控制措施进行了综合运用，进一步来说明这些防止钢筋混凝土筏板基础裂缝技术的可行性和合理性。
The problems of temperature crack in reinforced concrete are very complicated. They not only involve geological, structural and material engineering, but also environmental engineering, heat transportation and construction technology. In this paper, the mechanisms of temperature crack and crack-prevention methods were studied through a practical foundation construction project in Wujiang city. The contents are as follows:
1. On the basis of consulting a large number of references, the characteristics of temperature-shrink crack for the slab foundation of large volume concrete are introduced and discussed. The temperature-shrink crack reasons of the reinforced concrete are analyzed. From the respects of concrete reinforcement, creep, shrink, material performance of the concrete and construction, the influence factors of the slab crack are analyzed in details.
2. Based on the heat-conduction equation and boundary conditions, the distribution and properties of concrete temperature field in the process of concrete cooling are investigated. Several influence factors of concrete temperature field are put forward.
3. The basic conception and feature of temperature stress is briefly introduced. The calculation models of temperature stress for the foundation slab are established. The formula of maximum build-length of concrete foundation slab is derived through temperature stress analysis.
4. From the respects of the design, raw materials and construction etc., the specific measures of controlling temperature shrink cracks have been put forward.
5. The methods of controlling temperature shrink crack are applied in a practical concrete slab project, which shows the feasibility and rationality of these methods.
引文
[1] 中华人民共和国建设部 《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)
[2] 孙加保，《高层建筑施工技术》，中国建筑业出版社，2000
[3] 中华人民共和国建设部 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)
[4] 中华人民共和国建设部 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2002)
[5] 中华人民共和国建设部 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)
[6] 朱伯芳，《大体积混凝土温度应力与温度控制》，中国电力出版社，1998
[7] 刘兴法，《混凝土结构的温度应力分析》，人民交通出版社，1991
[8] 王铁梦，《建筑结构裂缝》，上海科学技术出版社，1987
[9] 王铁梦，《工程结构裂缝控制》，中国建筑工业出版社，1998
[10] 赵志缙，《高层建筑施工手册》，同济大学出版社，1991
[11] 黄国兴、惠兴荣，《混凝土收缩》，中国铁道出版社，1990
[12] 张奕，《传热学》，东南大学出版社，2002
[13] 铁摩辛柯、古地尔，《弹性力学》(上、下)，高等教育出版社，1986
[14] 江见鲸、《混凝土结构工程学》，中国建筑业出版社，1998
[15] 邓铁军，《高层建筑主体混凝土施工》，中国建筑业出版社，1990
[16] 张岫文、叶列平、吴佩刚，《基于成熟度的大体积混凝土早期温度应力有限元分析》，《建筑结构》，2005年第1期
[17] 王勖成，《有限元法》，清华大学出版社，2002
[18] 闫海华、李东、邹旭晖、周红兵《墙体的水化热应力分析与裂缝控制》，《建筑结构》，2006年第3期
[19] 郭之章、傅华，水工建筑物的温度控制，水利电力出版社，1990
[20][英]A．M．内维尔，混凝土的性能，李国泮、马贞勇译，中国建筑工业出版社，1983
[21] 曹可之，大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施，建筑结构，2002年8月
[22] 张建雄，超厚大体积混凝土的裂缝，江苏建筑，2002年第1期
[23] 林兴君，大体积混凝土温度变化规律探讨，建筑技术，2004年第2期
[24] 姜福田，混凝土力学性能与测定，中国铁道出版社，1993
[25] N.C.Holladay. Concrete Temperature Control during Dam construction Water Power and Dam Construction. May 1997.
[26] P.K.Mehta. Advancements in Concrete Technology. Concrete international. 7 1999.
[27] Standard Specification for concrete Structure-2002, Materials and Construction,
?Japan Society of Civil Engineer. 2002,52-53
[28] 《Control of Cracking in Concrete Structures》, ACI Committee 224 reoport 1980,12
[29] C.Harrison.Mass Concrete for Dams and other Massive Structure.reported by ACI Committee207
[2] 孙加保，《高层建筑施工技术》，中国建筑业出版社，2000
[3] 中华人民共和国建设部 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)
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[5] 中华人民共和国建设部 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)
[6] 朱伯芳，《大体积混凝土温度应力与温度控制》，中国电力出版社，1998
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[20][英]A．M．内维尔，混凝土的性能，李国泮、马贞勇译，中国建筑工业出版社，1983
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[22] 张建雄，超厚大体积混凝土的裂缝，江苏建筑，2002年第1期
[23] 林兴君，大体积混凝土温度变化规律探讨，建筑技术，2004年第2期
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[28] 《Control of Cracking in Concrete Structures》, ACI Committee 224 reoport 1980,12
[29] C.Harrison.Mass Concrete for Dams and other Massive Structure.reported by ACI Committee207