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D01:10.7672/sgjs2015120036
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
控温法控制钢板-混凝土组合剪力墙
裂缝机理研究
王辉，刘卫军，孙克平，刘志茂，刘彬（中建三局集团有限公司，湖北武汉430064）
2015年6月下第44卷第12期
【摘要】控温法通过控制钢板的温度降低钢板剪力墙混凝土的开裂风险，按照温度的高低，有预热和预冷两种方式。在前期试验的基础上，通过理论分析和有限元伤真的手段，对钢板剪力墙混凝土裂缝产生机理及控制措施的原理进行了探索，并对预热法和预冷法进行比较。分析表明，控温法能有效降低墙体开裂风险，预热法和预冷法各具特色，但预热法整体上更具优势。
【关键调］】混凝土；组合结构；剪力墙；装缝；控温法
【中图分类号】TU398
【文献标识码】A
【文章编号】1002-8498(2015)12-0036-05
MechanismStudyofTemperatureControlMethodon Preventing Cracks inSteelPlate-concrete Shear Walls
Wang Hui, Liu Weijun, Sun Keping, Liu Zhimao, Liu Bin
(Chine Construction Third Engineering Bureau Co. , Lad. ,Wuhan, Hubei 430064,China)
Abstract : Temperature control method can reduce the risk of cracks by controlling the temperature of steel plate. Aceording to the temperature level, temperature control method can divided into two types: the cooling method and the heating method. Based on the theoretical analysis and FEM, the mechanism of the crack and control measures are researched, the heating method is compared with the cooling method. The result shows that the temperature control method can effectively reduce the risk of cracking on the wall, and the heating method and the cooling method have different features, but the heating method is better than the cooling method as a whole.
Key words; concrete; composite structures;shear walls; cracks; temperature control method
“控温法"是指通过在混凝土失去流动性之前，将钢板温度限制在某个范围内，剪力墙混凝土施工完毕后一定时间内解除限制。通过控制温度间接地控制钢板和混凝土之间的变形差，从而达到降低墙体开裂风险的目的。按照钢板温度和环境温度的高低，可分为预热法和预冷法两种。文献[3]开展了预热钢板的缩尺和足尺试验，试验数据表明预热法能有效减少钢板剪力墙的应力。本文通过理论分析和有限元模拟的方法对钢板剪力墙混凝土裂缝出现的原因，以及控温法降低混凝土开裂风险
的原理进行讨论，同时对比二者的效果。 1控温法原理
1.1钢板剪力墙开裂的原因
【作者简介】王
辉，敦投级高级工程师，E-mail;13667113579@
139.com
【收稿日期】2015-01-11 万方数据
比较典型钢板剪力墙的模型如图1a所示，顶部直接与空气接触，墙体左右两侧装有模板，混凝土浇筑后2~3d拆模。栓钉直径较小且离墙体外表面较远，因此栓钉对外表面应力的影响较小，在理论分析中暂不考虑；墙体顶部与空气直接对流，但是其仅影响墙体顶部较小的区域，且该区域主应力较小，在理论分析中不予考虑。因此钢板剪力墙可以简化为图1b所示的模型，不考虑栓钉的影响，顶部绝热。剪力墙热分析是沿墙体厚度方向单向热传递，墙体中心温度高，两侧温度低，均匀温度梯度；结构分析则为沿墙体高度方向单向的拉压。
如图2所示，混凝土所受应力由温度梯度导致的应力;以及钢板和混凝土变形差引起的应力 Ag,两部分组成。混凝土厚度的1/4和3/4处相对位移为0，温度梯度不产生应力，以这两个位置为参照点。由于混凝土的弹性模量随时间增长，因此墙