钢筋混凝土水池的裂缝分析（可复制毕业论文）.pdf

中文摘要关键词:断裂力学水池裂缝有限元季节温差大量水池结构在使用前和使用中常常有裂缝产生,且多为出现在水池池壁上的竖向裂缝,这些裂缝的产生严重威胁着水池结构的安全。目前,少有针对带裂缝水池的研究,因此对带裂缝水池结构的受力性能及裂缝扩展趋势的研究,具有重要的实际意义,为设计和施工人员控制和防止钢筋混凝土水池断裂破坏提供一定的理论依据和参考。本文首先根据断裂力学的基本理论以及断裂有限元的计算原理,建立了带裂缝水池结构的数值计算模型,利用公式计算出裂缝尖端的应力强度因子值,再根据裂缝断裂的芯堇磁斜鹆逊斓奈榷ㄐ浴=衔O低车胤治隽怂爻壁上几种不同形式预设裂缝处的应力分布及裂缝在不同荷载工况下的发展趋势。温度应力是水池开裂的主要因素之一,为此着重分析了在季节温差下水池的温度应力,以此断定季节温差对水池结构开裂性能的影响。研究结果表明:池壁顶部裂缝处较池壁中部裂缝处应力集中现象明显:与半透缝相比,穿透缝周围会有较大的应力集中;在正常荷载作用下,竖向半透缝沿竖向不会扩展,但将沿池壁厚度方向发展为竖向穿透缝;在季节温差作用下,池壁中部产生的温度应力较大,容易产生竖向裂缝,对池壁极为不利。
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学位论文作者签名:冰穆阳弓长念丽竽月笕独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:≥印、月二本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁望盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨垄盘堂或其他教育机构的学位或证学位论文作者签名:本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章绪论问题的提出与研究意义水池是城市工业与民用供水工程的自来水厂、污水处理厂、生活用水设施最为常见的构筑物之一。这类结构由于经常贮水或深埋地下,除了在结构的构造上需特别加强外,同时要求有较高的强度和良好的抗渗性和耐久性,以保证结构长期正常使用。在市政工程中大多采用钢筋混凝土水池。用钢筋混凝土修建水池比钢或砖石等材料具有以下优点:便于就地取材,节省钢材;耐久性好,一般不需要特殊的维护,维修费用少;整体性好,适用于地震区,防水性能好。混凝土材料由于其固有的力学特性,是一种很易开裂的材料。裂缝的存在和发展,除了影响建筑物的外观,使相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱;同时结构物裂缝还会引起渗漏、保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度降低,甚至危及建筑物的正常使用和缩短建筑物的使用寿命。对于钢筋混凝土水池,由于其所处的工作环境条件有别于一般的钢筋混凝土房屋建筑结构,除了满足耐久性要求外,更要满足抗渗性能要求。因此,钢筋混凝土水池对于裂缝的防控比房屋建筑结构更为严格。大量的资料表明,大多数水池在未投入使用时就已经有裂缝产生,且多为出现在水池池壁中部的竖向裂缝。这些裂缝宽度不一,长短各异,并随时间的增长继续延伸。例如:某国家七五计划重点建设工程水电站,修建了一座能容纳吨生产用水的大型混凝土水池,由于设计等原因,试水时发现水池墙壁上共有趿逊欤条裂缝长都在以上,不能继续使用。南方某乙烯工程的调节池,矩形平面尺寸达,中间有一道“十”字形横隔拉墙,埋地,露出地面壁厚S捎谖瓷枭焖醴欤乇诔鱿至舜怪绷盐啤D戏侥呈突こУ囊个调节池,平面尺寸为诤,设伸缩缝,使用不到四年,池壁己出现一些间隔~垂直裂纹。这些裂纹逐年加深加宽,导致水池已不能正常使用。某半地下混凝土过滤池,长.,宽为乇诼冻鍪彝獾孛.。该工程轮醒J蓟炷两阶ⅲ皆潞蠼阶⑼瓯希攵盎靥钔敛⒉扇「哺欠护措施。第二年路⑾帜喜喑乇谥胁考氨辈喑乇谥胁慷汲鱿侄嗟懒逊欤蠖嗍裂缝从池顶上部走道板开始逐渐向下延伸至室外地面标高处停止,未发现底板及池壁下部出现裂缝。即’
断裂力学的理论研究及数值计算水池池壁裂缝产生的原因有很多种,主要成因不外乎以下两类:~是由第一类荷载埠稍亍⒍稍睾推渌稍作用引起的直接应力与结构次应力而产生的裂缝:二是由第二类荷载即变形引起的裂缝,包括温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素产生的裂缝。大多数裂缝都是由第二类荷载引起的。贮水构筑物一旦建成,主要是防止渗漏水问题。水池发生裂缝,小则进行补修,大则可能废弃,给国家财产造成损失,危害很大。因此,解决池壁裂纹问题,对于工程建设有其现实意义。裂缝存在后,水池结构的受力性能及裂缝的发展状况如何呢壳埃嗣嵌哉夥矫娼邢低逞芯康慕仙佟