混凝土墙板裂缝分析论文提纲

论文题目：装配式GRC-PC复合墙板收缩性能分析研究

摘要：装配式建筑是我国建筑行业发展的重要趋势之一。国家于2016年开始大力推广装配式建筑,到2021年期间相继出台相关政策,要求装配式建筑发展因地制宜,以建筑工业化推动建筑行业转型升级。装配式墙体作为装配式建筑结构的重要组成部分之一,相比于传统的墙体更加轻便、美观、环保。但目前装配式墙体存在着一体化程度低,施工效率不高,工序繁琐等问题,因此研究一种符合绿色环保、满足预制化建筑等要求的复合墙板成为当务之急。GRC作为一种新型材料,外表细腻美观,且具有良好的强度和可塑性。针对GRC材料的性能特征,将其应用于复合墙板的外装饰层,构建成的GRC-PC复合墙板在性能、构造一体化、环保、施工便捷等方面有突出的优势。GRC材料目前应用于一体化墙板的相关的研究较少,且存在施工过程中生产工序多、结构层与装饰层连接不牢靠等问题。将GRC材料作为复合墙板外装饰层,由于材料性能不同,GRC材料与混凝土材料发生的收缩应变也不相同,会使GRC-PC墙板产生裂缝,造成安全隐患。并且,在实际工程中,墙板的尺寸和形状也会根据现场的情况和工程的要求做出调整,这对GRC-PC复合墙板裂缝防控带来了更大的难度。针对上述的问题,本文做了以下工作:（1）查阅相关资料与文献,在理论基础上分析GRC材料和混凝土墙板的收缩机理,同时提出相应的防裂措施。（2）浇筑不同处理方法以及不同尺寸的GRC-PC复合墙板与单一材料墙板,对比其收缩应变变化规律,并分析总结不同的尺寸、处理方法对于GRC-PC复合墙板收缩性能的影响（3）借助ABAQUS软件对GRC-PC复合墙板的收缩进行数值模拟,并与试验测得的数据进行对比。主要得出以下结论:（1）通过数据对比,三块GRC-PC复合墙板与单一材料墙板的收缩变化趋势基本相同。墙板浇筑前期因为自身水化反应,内部温度升高,发生膨胀变形;随着水化反应的减弱,墙板内部温度降低,逐渐由膨胀变形转为收缩变形。墙板早期应变变化最为剧烈,在第28天基本达到墙板最终收缩应变值80%以上;28天后,墙板收缩应变逐渐平缓,进入稳定阶段。（2）GRC材料与C30混凝土进行复合后,GRC面层与内部混凝土结构层会对彼此产生约束作用,所以三块GRC-PC复合墙板的收缩应变均小于对应的单一材料墙板的收缩应变。（3）通过GRC-PC复合墙板的对比分析可知,在混凝土结构层中埋入钢丝网片在墙板的拉伸阶段对GRC面层影响明显;在进入收缩阶段后,埋入钢丝网片的复合墙板中的GRC面层收缩应变更接近于单一材料墙板的自由收缩,墙板内部产生应力更少,具有更好的抗裂性能。（4）复合墙板的尺寸加大后,内部的混凝土结构层收缩变化不大,但表面的GRC面层与空气接触面积变大,从而会一定程度上提高墙板的收缩变形。（5）使用ABAQUS软件对GRC-PC复合墙板的收缩进行模拟,将计算结果与试验测得的数据进行对比,两者基本吻合。说明本文建立的模型和分析方法是可靠的,结果可以用于参考和使用。图 [70] 表 [12] 参 [67]

关键词：装配式建筑;GRC-PC复合墙板;收缩应变;数值模拟;应力分布

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 装配式建筑历史与发展

1.2.1 国外装配式建筑历史与发展

1.2.2 国内装配式建筑历史与发展

1.3 预制装配式墙体研究与发展

1.3.1 国内外发展现状

1.3.2 典型应用案例

1.4 本文研究目的和意义

1.5 本文的研究方法

第二章 新型GRC-PC复合墙板综述

2.1 GRC材料介绍

2.2 GRC材料国内外发展

2.2.1 国外的GRC材料研究

2.2.2 国内的GRC材料研究

2.3 新型GRC-PC复合墙板的优势

2.4 新型GRC-PC复合墙板特点

2.5 GRC-PC复合墙板的要求

2.5.1 GRC-PC复合墙板对模具的要求

2.5.2 GRC-PC复合墙板对面层的要求

2.5.3 GRC-PC复合墙板对养护的要求

2.6 本章小结

第三章 混凝土及GRC材料收缩机理研究

3.1 引言

3.2 墙板裂缝产生原因

3.3 混凝土收缩机理

3.3.1 混凝土收缩类型

3.3.2 混凝土裂缝防控

3.4 混凝土收缩预测模型

3.4.1 ACI209 模型

3.4.2 B3 模型

3.4.3 Dilger模型

3.4.4 王铁梦模型

3.5 GRC材料的开裂原因和变形性能

3.5.1 GRC的开裂原因

3.5.2 GRC的变形性能

3.5.3 裂缝的防治措施

3.6 收缩应力分析

3.6.1 两端约束应力分析

3.6.2 墙板内部拉应力

3.7 本章小结

第四章 GRC-PC复合墙板收缩性能试验研究

4.1 试验目的

4.2 试验原材料

4.2.1 C30 混凝土

4.2.2 GRC材料

4.3 试验仪器

4.3.1 抗压强度试验设备

4.3.2 弹性模量试验设备

4.3.3 GRC-PC复合墙板试验设备

4.4 基本力学试验

4.4.1 抗压强度试验方案

4.4.2 弹性模量试验方案

4.4.3 试块制作

4.4.4 抗压强度试验过程

4.4.5 弹性模量试验过程

4.4.6 试验结果与分析

4.5 GRC-PC复合墙板收缩性能试验

4.5.1 试验方案与设计

4.5.2 试验过程

4.6 GRC-PC复合墙板收缩性能结果分析

4.6.1 试验温湿度数据

4.6.2 单一材料墙板数据分析

4.6.3 GRC-PC复合墙板数据分析

4.7 本章小结

第五章 GRC-PC复合墙板收缩性能数值模拟

5.1 有限元软件介绍

5.2 有限元分析方法

5.3 基本假定

5.4 建立模型

5.5 计算结果分析对比

5.6 有限元模拟结果分析

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果