【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程墙体施工，尤其涉及一种梯度组合墙体的抗裂计算方法及验证方法。
技术介绍
1、近年来，地下空间开发利用日益增加，形成了许多超长超大超深的地下室结构。根据国家及行业规范规定，所述超长超大超深的地下室结构为最大空间边长长度大于10m，平面空间面积大于200m2，深度低于5m的地下室结构，这种地下室结构中的混凝土在浇筑过程中很容易因变形而导致形成混凝土裂缝。因此，在地下建筑工程施工过程中，对于裂缝控制是极其重要的一个技术环节，但混凝土的材料特性决定了混凝土结构裂缝的出现是不可避免，当地下室外墙存在裂缝时导致地下水渗漏，会影响结构耐久性和安全性，裂缝问题仍然是建筑行业的难题之一。
2、导致混凝土结构出现裂缝的因素很多，包括混凝土表面湿度变化、自身体积变形、徐变及温度等因素，这些因素引起产生的裂缝约占结构裂缝的90％。过去，常通过设置永久伸缩缝来控制结构裂缝，但是永久伸缩缝不仅造价较高，安装后可能影响建筑物的美观，而且建筑物在使用过程中，可能会出现由于伸缩缝的移动而引起噪音和振动，同时，永久伸缩缝的长期使用和老化可能导致泄漏和损坏，需要及时进行检修和更换，目前在地下室混凝土结构设计中基本上不再设置永久伸缩缝，导致平面尺寸超长、超大的混凝土结构迅速涌现。
3、墙体裂缝控制技术涉及的专业方向较多，主要涉及到结构、材料、施工、设计、环境等多专业，目前在国内外还没有成熟有效的裂缝控制技术措施，针对重点工程的超大超长混凝土结构的裂缝控制方式主要采用全尺寸混凝土浇筑、养护，但是这种方法需要投入大量的浇筑模板
4、因此，如何防止或减小混凝土的收缩，避免墙体因变形较大而产生裂缝，保证超长地下室混凝土结构的安全和正常使用功能，是建筑工程墙体施工过程中的重大技术问题，而且，如何降低施工成本，减少施工工序，缩短施工工期，达到较好的施工经济性，也是在控制墙体裂缝中需要重点考虑的问题，针对这些问题，专利技术了一种梯度组合墙体，但是如何设计计算该梯度组合墙体的抗裂性能，以及如何验证该梯度组合墙体的变形能否避免产生裂缝，成为采用该梯度组合墙体过程中不可避免的重要技术研究内容。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一至少在于，针对设计出的梯度组合墙体结构，如何计算该梯度组合墙体的抗裂性能，以及如何验证该梯度组合墙体的变形满足不再产生裂缝，使其满足后续运营使用的问题，提供一种梯度组合墙体的抗裂计算方法及验证方法，该梯度组合墙体的抗裂计算方法通过分别计算梯度组合墙体的混凝土干缩指标参数、混凝土冷缩指标参数及混凝土极限拉伸指标参数，计算混凝土限制膨胀指标参数是否满足该要求，从而确定该该梯度墙体是否满足抗裂条件，后续不再产生裂纹。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括以下各方面。
3、一种梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，该梯度组合墙体包括底板、间隔设置在底板上的反力墩以及浇筑在底板上的中间墙体，所述中间墙体填充在相邻两个反力墩之间，使得底板、反力墩和中间墙体形成整体墙体结构，所述反力墩为普通混凝土结构，所述中间墙体为膨胀混凝土浇筑形成，在计算中间墙体的膨胀混凝土配比及性能以满足梯度组合墙体的抗裂条件时，包括以下步骤：
4、步骤a：计算梯度组合墙体中中间墙体的混凝土干缩指标参数εd；
5、步骤b：计算中间墙体的混凝土冷缩指标参数εt；
6、步骤c：计算中间墙体的混凝土极限拉伸指标参数εpa；
7、步骤d：计算中间墙体的混凝土限制膨胀指标参数εe，当混凝土限制膨胀指标参数εe满足0＜εe-εd-εt＜εpa时，混凝土不开裂，由此计算得到混凝土限制膨胀指标参数εe的取值范围εd+εt＜εe＜εpa+εd+εt，并进而配制出满足梯度组合墙体抗裂条件的中间墙体的膨胀混凝土配比及性能。
8、优选的，所述步骤a中计算中间墙体的混凝土干缩指标参数εd时，根据中间墙体的混凝土特性计算得到，包括混凝土在标准状态下的极限收缩值，以及混凝土在非标准条件下的修正系数，所述混凝土干缩指标参数式中，为标准状态下的极限收缩值，m1、m2、…mn为各种非标准条件的修正系数，包括水泥品种m1、水泥品种m2、骨料类型m3、水灰比m4、水泥浆量m5、初期养护时间m6、环境湿度m7、配筋率m8和振捣操作方法m9，b为经验系数，t为混凝土龄期(天)。
9、优选的，所述步骤b中获得中间墙体的混凝土冷缩指标参数εt时，根据中间墙体的混凝土特性计算得到，包括混凝土的线膨胀系数、浇筑混凝土时的中心最高温度、环境温度平均值以及中间墙体混凝土的约束系数，所述εt＝a(t温峰-t环境)·r，式中，α为混凝土线膨胀系数，t温峰为混凝土中心最高温度(℃)，t环境为环境温度平均值(℃)，r为中间墙体混凝土的约束系数。
10、优选的，所述混凝土中心最高温度t温峰采用计算方式得到，计算时，t温峰＝t入模+t水化温升，式中，t入模为混凝土平均入模温度(℃)，t水化温升为混凝土中心最高温度(℃)；
11、其中，所述t水化温升＝αtmax，α为混凝土散热系数，tmax为混凝土绝热温升(℃)，所述混凝土绝热温升式中，w为混凝土胶凝材料用量(kg/m3)，q为胶凝材料水化热总量，c为混凝土的比热，ρ为混凝土容重，m为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数；
12、其中，胶凝材料水化热总量q＝k1﹒k2﹒q0，k1和k2分别为粉煤灰和矿粉在在不同掺量下的系数，q0，水泥水化热总量。
13、优选的，所述步骤c中获得中间墙体的混凝土极限拉伸指标参数εpa时，根据混凝土抗裂强度及截面配筋情况计算得到，所述混凝土极限拉伸指标参数式中，rf为混凝土抗裂设计强度(mpa)，ρ为截面配筋率，ρ＝μ×100，μ为配筋率，d为配筋直径(cm)。
14、对应地，本技术方案还提供了一种梯度组合墙体的验证方法，通过上述所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法得到的膨胀混凝土配合比及性能，在验证由膨胀混凝土浇筑形成中间墙体的是否满足梯度组合墙体抗裂条件时，包括以下内容：
15、步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，该梯度组合墙体包括底板(1)、间隔设置在底板(1)上的反力墩(2)以及浇筑在底板(1)上的中间墙体(4)，所述中间墙体(4)填充在相邻两个反力墩(2)之间，使得底板(1)、反力墩(2)和中间墙体(3)形成整体墙体结构，所述反力墩(2)为普通混凝土结构，所述中间墙体(4)为膨胀混凝土浇筑形成，在计算中间墙体(4)的膨胀混凝土配比及性能以满足梯度组合墙体的抗裂条件时，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述步骤A中计算中间墙体的混凝土干缩指标参数εd时，根据中间墙体的混凝土特性计算得到，包括混凝土在标准状态下的极限收缩值，以及混凝土在非标准条件下的修正系数，所述混凝土干缩指标参数式中，为标准状态下的极限收缩值，M1、M2、…Mn为各种非标准条件的修正系数，包括水泥品种M1、水泥品种M2、骨料类型M3、水灰比M4、水泥浆量M5、初期养护时间M6、环境湿度M7、配筋率M8和振捣操作方法M9，b为经验系数，t为混凝土龄期(天)。
3.根据权利要求1所述的梯度组合墙体的抗裂计算
4.根据权利要求3所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述混凝土中心最高温度T温峰采用计算方式得到，计算时，T温峰＝T入模+T水化温升，式中，T入模为混凝土平均入模温度(℃)，T水化温升为混凝土中心最高温度(℃)；
5.根据权利要求1所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述步骤C中获得中间墙体的混凝土极限拉伸指标参数εpa时，根据混凝土抗裂强度及截面配筋情况计算得到，所述混凝土极限拉伸指标参数式中，Rf为混凝土抗裂设计强度(MPa)，ρ为截面配筋率，ρ＝μ×100，μ为配筋率，d为配筋直径(cm)。
6.一种梯度组合墙体的验证方法，其特征在于，通过如权利要求1-5中任一项梯度组合墙体的抗裂计算方法得到的膨胀混凝土配合比及性能，在验证由膨胀混凝土浇筑形成中间墙体的是否满足梯度组合墙体抗裂条件时，包括以下内容：
7.根据权利要求6所述的梯度组合墙体的验证方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ中在验证由梯度组合墙体的抗裂计算方法得到的膨胀混凝土配合比时，包括以下步骤：
8.根据权利6所述的梯度组合墙体的验证方法，其特征在于，所述步骤Ⅱ中在验证反力墩在梯度组合墙体中的作用及调整并优化梯度组合墙体中的反力墩结构时，包括以下内容：
9.根据权利6所述的梯度组合墙体的验证方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ在验证梯度组合墙体的抗裂性特性时，包括通过设计中间墙体中的配筋率及配筋直径，验证在计算混凝土拉伸指标参数εpa时的正确性。
10.根据权利6所述的梯度组合墙体的验证方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ在验证梯度组合墙体的抗裂性特性时，还包括：通过制作试块并进行试验，测得试块的收缩参数并绘制曲线，验证试块的收缩值在通过抗裂计算方法得到的参数值范围内。
...【技术特征摘要】
1.一种梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，该梯度组合墙体包括底板(1)、间隔设置在底板(1)上的反力墩(2)以及浇筑在底板(1)上的中间墙体(4)，所述中间墙体(4)填充在相邻两个反力墩(2)之间，使得底板(1)、反力墩(2)和中间墙体(3)形成整体墙体结构，所述反力墩(2)为普通混凝土结构，所述中间墙体(4)为膨胀混凝土浇筑形成，在计算中间墙体(4)的膨胀混凝土配比及性能以满足梯度组合墙体的抗裂条件时，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述步骤a中计算中间墙体的混凝土干缩指标参数εd时，根据中间墙体的混凝土特性计算得到，包括混凝土在标准状态下的极限收缩值，以及混凝土在非标准条件下的修正系数，所述混凝土干缩指标参数式中，为标准状态下的极限收缩值，m1、m2、…mn为各种非标准条件的修正系数，包括水泥品种m1、水泥品种m2、骨料类型m3、水灰比m4、水泥浆量m5、初期养护时间m6、环境湿度m7、配筋率m8和振捣操作方法m9，b为经验系数，t为混凝土龄期(天)。
3.根据权利要求1所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述步骤b中获得中间墙体的混凝土冷缩指标参数εt时，根据中间墙体的混凝土特性计算得到，包括混凝土的线膨胀系数、浇筑混凝土时的中心最高温度、环境温度平均值以及中间墙体混凝土的约束系数，所述εt＝a(t温峰-t环境)·r，式中，α为混凝土线膨胀系数，t温峰为混凝土中心最高温度(℃)，t环境为环境温度平均值(℃)，r为中间墙体混凝土的约束系数。
4.根据权利要求3所述的梯度组合墙体的抗裂计算方法，其特征在于，所述混凝土中心最...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆彬，黄有堂，黄小妙，杨韬，赵文焯，崔光财，于方，余志鹏，张志安，王林，陈刚，刘荣岗，李涛芳，余江南，樊保健，袁斌，王路瑶，伍宏淳，陈建锋，唐利松，吴锡威，杨贵剑，庄培镇，刘宁一，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。