温度应力计算
- 格式:doc
- 大小:59.50 KB
- 文档页数:3
混凝土温度应力计算方法混凝土浇筑后18d左右,水化热量值基本达到最大,所以计算此时温差和收缩差引起的温度应力。
1、混凝土收缩变形值计算Σy(t)=Σy0(1-e-0.01t)×M1×M2×M3×······×M10式中:Σy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值Σy0——标准状态下混凝土最终收缩量,取值3.24×10-4 e——常数,为2.718t——从混凝土浇筑后至计算时的天数M 1、M2、M3······M10——考虑各种非标准条件的修正值,按《简明施工计算手册》表5-55取用,M1=1.0、M2=1.35、M3=1.0、M4=1.41、M5=1.0、M6=0.93,M7=0.77,M 8=1.4、M9=1.0,M10=0.9Σy(18)=3.24×10-4(1-2.718-0.01×18)×1×1.35×1×1.42×1×0.93×0.77×1.4×1×0.9=0.93×10-42、混凝土收缩当量温差计算Ty(t)=- Σy(t)/α式中:Ty(t)——各龄期混凝土收缩当量温差(℃),负号表示降温。
Σy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值α——混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5Ty(t)=-0.93×10-4/1.0×10-5=-9.3℃3、混凝土的最大综合温度差△T=T2+2/3Tmax+Ty(t)-Tn式中:△T ——混凝土的最大综合温度差(℃)T2——混凝土拌合经运输至浇筑完成时的温度(℃)Tmax——混凝土最高温开值(℃)Ty(t)——各龄期混凝土收缩当量温度(℃)Tn ——混凝土浇筑后达到稳定时的气温,取55℃△T=35.95+2/3×78.3+(-9.3)-35=43.85℃4、混凝土弹性模量计算E(t)=Ee(1-e-0.09t)式中:E(t)——混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2)Ee——混凝土的最终弹性模量(N/mm2),可近视取28d的弹性模量。
温度应力计算第四节温度应力计算一、温度对结构的影响1 温度影响(1)年温差影响指气温随季节发生周期性变化时对结构物所引起的作用。
假定温度沿结构截面高度方向以均值变化。
则12t t t -=?12t t t -=?该温差对结构的影响表现为:对无水平约束的结构,只引起结构纵向均匀伸缩;对有水平约束的结构,不仅引起结构纵向均匀伸缩,还将引起结构内温度次内力;(2)局部温差影响指日照温差或混凝土水化热等影响。
A :混凝土水化热主要在施工过程中发生的。
混凝土水化热处理不好,易导致混凝土早期裂缝。
在大体积混凝土施工时,混凝土水化热的问题很突出,必须采取措施控制过高的温度。
如埋入水管散热等。
B :日照温差是在结构运营期间发生的。
日照温差是通过各种不同的传热方式在结构内部形成瞬时的温度场。
桥梁结构为空间结构,所以温度场是三维方向和时间的函数,即:),,,(t z y x f T i =该类三维温度场问题较为复杂。
在桥梁分析计算中常采用简化近似方法解决。
假定桥梁沿长度方向的温度变化为一致,则简化为二维温度场,即:),,(t z x f T i = 进一步假定截面沿横向或竖向的温度变化也为一致,则可简化为一维温度场。
如只考虑竖向温度变化的一维温度场为:),(t z f T i =我国桥梁设计规范对结构沿梁高方向的温度场规定了有如下几种型式:2 温度梯度f(z,t)(1)线性温度变化梁截面变形服从平截面假定。
对静定结构,只引起结构变形,不产生温度次内力;对超静定结构,不但引起结构变形,而且产生温度次内力;(2)非线性温度变化梁在挠曲变形时,截面上的纵向纤维因温差的伸缩受到约束,从而产。
生约束温度应力,称为温度自应力σ0s对静定结构,只产生截面的温度自应力;对超静定结构,不但产生截面的温度自应力,而且产生温度次应力;二、基本结构上温度自应力计算1 计算简图23 ε和χ的计算三、连续梁温度次内力及温度次应力计算采用结构力学中的力法求解。
一、温差效应理论1,局部温差不对整体结构产生影响,只考虑整体温差。
2,出现温差时梁板等水平构件变形受到竖向构件的约束而产生应力,同时竖向构件会受到相应的水平剪力。
3,使用阶段由于外围有幕墙,屋顶有保温,首层室外楼板也有覆土或其他面层,且室内有空调,常年的温度较为稳定,可不考虑使用阶段的温差效应,只考虑施工阶段的温差效应。
二、温差取值对于温差T1-T2,即施工阶段基准温度T1-施工后保温围护前的最低或最高温度T2:1,施工阶段最低或最高温度(T2)选取:A,对地下室构件,即使地下水位较高,回填土也会在地下室施工完成不久后封闭,温度变化对结构影响很小很缓慢,可考虑地区季节性平均温度变化(地下结构一般从设置后浇带、尽早回填等措施来降低温差的影响,一般不需要计算)。
B,对地上结构,可以认为完全暴露在室外。
可能达到的最低和最高温度可取当地最近十年的历史最低、最高气温(一般参考荷载规范里的基本气温数据,比如青岛地区为-9/33度)。
2,施工阶段基准温度(T1)选取:结构在后浇带合拢前各部分面积较小,温度效应可以忽略不计。
因此后浇带浇注时的温度作为温差效应里的基准温度T1。
当工程进展顺利,地上各层结构的合拢时间可以精确到季节甚至月份时候,这里的基准温度可取当季或当月的近十年平均气温。
当施工进度无法掌握时,基准温度可取近十年月平均气温值T1=(0.0+2.4+6.4+11.9+17.0+20.9+24.4+25.2+22.1+16.9+9.2+3.5)/12=13.3。
因此一般适当控制后浇带合拢温度时,基准温度T1可按15度进行计算:降温温差T1-T2=15-(-9)=24℃;当计算地上结构升温温差时,升温温差T1-T2=15-33=18℃。
只有当地上结构一层顶合拢日期距屋面合拢的日期超过一年时,最大负温差和最大正温差才会共存在一个工程中,因正温差主要产生压应力,所以温度效应仍是按最大负温差来控制。
探讨:对于有后浇带的工程,在满足至少两个月的条件下是否可将后浇带浇注时间限定在温度较低的月份,至少避开最高的月份夜间浇筑,这样计算最大负温差时的基准温度(T1)会降低,相应最大负温差也会减小。
混凝土温度应力的计算原理一、引言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料,它具有强度高、耐久性好等特点。
但是,混凝土在硬化过程中会产生温度,这种温度会导致混凝土的体积发生变化,从而产生温度应力。
因此,在混凝土结构设计中,需要考虑混凝土温度应力的影响。
本文将介绍混凝土温度应力的计算原理。
二、混凝土温度应力的产生机理混凝土在硬化过程中,会因为水泥的水合反应而产生放热。
同时,混凝土表面会受到外界的影响,从而产生热量的吸收或散发。
这些因素都会导致混凝土温度的升高或降低,从而产生温度应力。
三、混凝土温度应力的分类混凝土温度应力可分为早期温度应力和长期温度应力。
早期温度应力是指混凝土在浇筑后的前几天内,由于水泥水化反应放热,混凝土温度升高从而产生的应力。
这种应力在混凝土强度未达到一定水平时较为明显。
长期温度应力是指混凝土在长时间内,由于温度变化而产生的应力。
这种应力与混凝土的强度有关,其产生的时间一般在混凝土强度达到一定水平后。
四、混凝土温度应力的计算方法混凝土温度应力的计算方法可以分为两种,分别是杆件法和板块法。
杆件法是指将混凝土结构看成一系列杆件,通过计算单个杆件的应力来计算整个结构的温度应力。
这种方法适用于混凝土结构比较简单的情况。
板块法是指将混凝土结构看成一系列板块,通过计算单个板块的应力来计算整个结构的温度应力。
这种方法适用于混凝土结构比较复杂的情况。
五、杆件法的计算方法杆件法的计算方法可以分为一维杆件法和二维杆件法。
一维杆件法是指将混凝土结构看成一维线性结构,通过计算单个杆件的应力来计算整个结构的温度应力。
该方法适用于混凝土结构比较简单的情况。
二维杆件法是指将混凝土结构看成二维的结构,通过计算单个杆件的应力来计算整个结构的温度应力。
该方法适用于混凝土结构比较复杂的情况。
杆件法的计算公式如下:温度应力σt = αEΔT其中,α为混凝土的线膨胀系数,E为混凝土的弹性模量,ΔT为混凝土温度的变化量。
六、板块法的计算方法板块法的计算方法可以分为平面板块法和三维板块法。
大体积混凝土温度应力和收缩应力计算书由于混凝土为C 30 S 8,厚度为1300mm ,为大体积混凝土,故选用水化热低的矿渣425#水泥,辅以外加剂和掺合料.根据以往施工资料,掺外加剂和掺合料的C 30 S 8大体混凝土每立方米用料,矿425#水泥390kg 水泥发热量335kj/kg,预计8月份施工大气温度最高为35℃以上,混凝土浇筑温度控制在26℃以内,进行计算分析。
(1)混凝土温度应力分析 1)混凝土最终绝热温升 ==ρC Q T t 0c )(m =57.6℃式中T (t)—混凝土最终绝热温升m c —每立方米混凝土水泥用量 Q o —每公斤水泥水化热量 C —混凝土比热 ρ—混凝土密度2)混凝土内部不同龄期温度 ①求不同龄期绝热温升混凝土块体的实际温升,受到混凝土块体厚度变化的影响,因此与绝热温升有一定的差异。
算得水化热温升与混凝土块体厚度有关的系数ξ值,如表7-10。
不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关系数ξ值 表7-10T t =T (t )·ξ式中T t —混凝土不同龄期的绝热温升T(t)—混凝土最高绝热温升ξ—不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关值经计算列于下表7-11不同龄期的绝热温升(℃)表7-11②不同龄期混凝土中心最高温度Tmax=T j+T t式中T max—不同龄期混凝土中心最高温度T j—混凝土浇筑温度T t—不同龄混凝土绝热温升计算结果列于表7-12不同龄期混凝土中心最高温度表7-123)混凝土温度应力本底板按外约束为二维时的温度应力(包括收缩)来考虑计算①各龄期混凝土的收缩变形值及收缩当量温差a.各龄期收缩变形&y(t)=&0y(1-e-0.01t)×M1×M2x……xMn式中&y(t)—龄期t时混凝土的收缩变形值&0y—混凝土的最终收缩值,取3.24×10-4/℃M1.M2……Mn各种非标准条件下的修正系数本工程根据用料及施工方式修正系数取值如表7-13修正系数取值表7-13经计算得出收缩变形如表7-15各龄期混凝土收缩变形值 表7-15b.各龄期收缩当量温差将混凝土的收缩变形换算成当量温差式中—各龄期混凝土收缩当量温差(℃)&y (t)—各龄期混凝土收缩变形—混凝土的线膨胀系数,取10×10-6/℃ 计算结果列于表7-16各龄期收缩当量温差 表7-16②各龄期混凝土的最大综合温度差 ΔT(t)=T j +T(t)+T y (t)-T q 式中ΔT(t)—各龄期混凝土最大综合温差T j —混凝土浇筑温度,取26℃ T(t)—龄期t 时的绝热温升 T y (t)—龄期t 时的收缩当量温差T q —混凝土浇筑后达到稳定时的温度,取年平均气温25℃计算结果列表7-17各龄期混凝土最大综合温度差 表7-17③各龄期混凝土弹性模量 E(t)=E h (1-e -0.09t )式中E(t)—混凝土龄期t 时的弹性模量(MPa)E h —混凝土最终弹性模量(MPa) C 30混凝土取3.0×104(MPa) 计算结果列表7-18混凝土龄期t 时的强性模量 表7-18④混凝土徐变松驰系数、外约束系数、泊桑比及线膨胀系数 a.松驰系数,根据有关资料取值列表7-19混凝土龄期t 时的松驰系数 表7-19b.外约束系数(R) 按一般土地基,取R=0.5c.混凝土泊桑比(μ) 从取0.15d.混凝土线膨胀系数(α) α取10×10-6/℃⑤不同龄期混凝土的温度应力 σ(t)=-RS T E t h t t ⨯⨯-∆⨯⨯)()()(1μα式中σ(t)—龄期t 时混凝土温度(包括收缩)应力E (t)—龄期t 时混凝土弹性模量 α—混凝土线膨胀系数ΔT(t)—龄期t 时混凝土综合温差 μ—混凝土泊桑比S h(t)—龄期t 时混凝土松驰系数 R —外约束系数 计算结果列表7-20不同龄期混凝土温度(包括收缩)应力 表7-204)结论C 30混凝土 28d R L =1.43(MPa) 同龄期混凝土 R L (12d)=0.75R1=1.07(MPa) 所以:()07.196.173.043.112=>==k R d L σ由计算可知基础在露天养护期间混凝土有可能出现裂缝,在此期间混凝土表面应采取养护和保温措施,使养护温度加大,综合温度减小,则可控制裂缝出现。
温度应力计算公式
温度应力计算公式是一种用于计算热源变化过程中温度变化所引起的材料应力的公式。
它的基本原理是利用材料的热膨胀系数来计算材料温度变化引起的应力。
一般来讲,温度应力计算公式可以表示为:
σ=α*(ΔT)*E,其中,σ表示材料的应力,α表示热膨胀系数,ΔT表示温度变化量,E表示材料的弹性模量。
根据上述温度应力计算公式,当温度发生变化时,材料的应力将会发生变化。
若在此情况下材料的温度变化比较大,材料的应力也将会变化比较大,需要注意材料的热膨胀系数α和材料弹性模量E的选择和计算,以便更准确的计算出材料的应力。
附计算书3:温度场和温度应力计算一、温度场计算计算以本工程1.2m 厚底板为例,用差分法计算底板28d 水化热温升曲线。
计算中各参数的取值如下:W ——每m 3胶凝材料用量,440kg/ m 3;Q ——胶凝材料水化热总量(kJ/kg );,本例采用实测值260kJ/kg ;c ——混凝土的比热,取1.0kJ/ (kg ∙C );ρ——混凝土的质量密度,取2400kg/ m 3;α——导温系数,取0.0035m 2/h ;m ,取0.5。
混凝土的入模温度取10C ,地基温度为18C ,大气温度为18C 。
温度场计算差分公式如下:1,1,,1,,222(21)2n k n kn k n kn k T T t t T aT a T x x -+++∆∆=∙--+∆∆∆ (B.4.2-1)⑴试算t ∆、x ∆,确定2x t∆∆α。
取t ∆ = 0.5天 = 12小时,x ∆ = 0.4m ,即分3层则412625.04.0120035.022≈=⨯=∆∆x t α,可行。
代入该值得出相应的差分法公式为k k n kn k n k n T T T T T ∆+⋅++⋅=+-+,,1,11,475.02525.0⑵画出相应的计算示意图,并进行计算。
底板厚1.2m ,分3层,每层0.4m ,相应的计算示意如下图。
从上至下各层混凝土的温度分别用1T 、2T 、3T 表示,相应k 时刻各层的温度即为k T ,1、k T ,2、k T ,3。
混凝土与大气接触的上表面边界温度用0T 表示,与地基接触的下表面边界温度用0'T 表示。
k = 0,即第05.00=⋅=∆⋅t k 天,上表面边界0T ,取大气温度,0T = 18C 各层混凝土温度取入模温度,即0,1T =0,2T = 0,3T = 10C下表面边界0'T ,取地基温度,0'T = 18C ;k = 1,即第5.05.01=⋅=∆⋅t k 天,温升=-⋅⋅⋅=-=∆⋅⋅-⋅-⋅-∆⋅⋅-∆⋅-⋅-)(24000.1260440)(5.015.05.0)11(5.0)1(max 1e e e eT T t k m tk m10.544C上表面边界温度0T ,散热温升为0,始终保持不变,0T = 18C第一层混凝土温度1,1T ,见计算图示中方框1,1,1T 的边界为0T 和0,2T ,在0,1T 的基础上考虑温升1T ∆,即C T T T T T 644.22475.02525.010,10,201,1=∆+⋅++⋅=第二层混凝土温度1,2T ,见计算图示中方框2,1,2T 的边界为0,1T 和0,3T ,在0,2T 的基础上考虑温升1T ∆,即C T T T T T 544.20475.02525.010,20,30,11,2=∆+⋅++⋅=m m m第三层混凝土温度1,3T ,见计算图示中方框3,1,3T 的边界为0,2T 和0'T ,在0,3T 的基础上考虑温升1T ∆,即2,003,13,010.5250.47522.6442T T T T T C'+=+⋅+∆=︒下表面边界温度0'T ,需要考虑散热温升2/1T ∆,所以需每一步都需进行修正。
大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力的计算,并预先采取相应的技术措施控制温度差值,控制裂缝的开展,做到心中有数,科学指导施工,确保大体积混凝土的施工质量。
(一)温度计算搅拌站提供的混凝土每立方米各项原材料用量及温度如下:水泥:367kg,11℃;砂子:730kg,13℃,含水率为3%;石子:1083kg,9℃,含水率为2%;水:195kg,9℃;粉煤灰:35kg,11℃;外加剂:27kg,11℃。
混凝土拌合物的温度:T0=[0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)+c1(ωsamsa+Tsa+wgmgTg)-c2(wsamsa+wgmg)]÷[4.2mw +0.9(mce+msa+mg)]式中T0——混凝土拌合物的温度(℃);mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量(kg);Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度(℃);wsa、wg——砂、石的含水率(%);c1、c2——水的比热容(kJ/kg·K)及溶解热(kJ/kg)。
当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0;≤0℃时,c1=2.1,c2=335。
为计算简便,粉煤灰和外加剂的重量均计算在水泥的重量内。
T0=[0.9(429×11+730×13+1083×9)+4.2×9(195-3%×730-2%×1083)+4.2(3%×730×13+2%×1083×9)-0]÷[4.2×195+0.9(429+730+1083)]=10.3℃。
混凝土拌合物的出机温度:T1=T0-0.16(T0-Ti)式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃);Ti——搅拌棚内温度(℃)。
T1=10.3-0.16(10.3-14)=10.9℃3.混凝土拌合物浇筑完成对的温度T2=T1-(att+0.032n)(T1-Ta)式中T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃);a——温度损失系数(h-1);tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间(h);n——混凝土转运次数;Ta——运输时的环境气温(℃)。
混凝土温度应力计算技术规程一、前言混凝土结构的设计中,温度应力计算是一个重要的环节。
温度应力是由于混凝土的收缩和膨胀引起的,如果不加以考虑将会对结构的安全性造成影响。
本文将详细介绍混凝土温度应力计算的技术规程。
二、温度应力的影响因素混凝土温度应力受到以下因素的影响:1.混凝土的线膨胀系数:随着混凝土内部温度的升高,混凝土膨胀系数也会增大。
2.混凝土的收缩系数:随着混凝土内部温度的升高,混凝土的收缩系数也会增大。
3.混凝土的干缩率:混凝土在干燥环境下会发生干缩,随着混凝土内部温度的升高,干缩率也会增大。
4.混凝土的材料参数:混凝土的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等材料参数,都会对温度应力产生影响。
5.混凝土的几何形状:混凝土的截面形状和尺寸,也会对温度应力产生影响。
三、计算方法1.温度应力的计算公式温度应力的计算公式为:σt=αΔT+Eε其中,σt为温度应力(MPa),α为混凝土的线膨胀系数(1/℃),ΔT为混凝土内部温度升高值(℃),E为混凝土的弹性模量(MPa),ε为混凝土的应变。
2.温度应变的计算公式温度应变的计算公式为:ε=ΔTα-βΔL/L其中,ε为混凝土的应变,ΔT为混凝土内部温度升高值(℃),α为混凝土的线膨胀系数(1/℃),β为混凝土的收缩系数(1/℃),ΔL 为混凝土长度变化值(mm),L为混凝土初始长度(mm)。
四、温度应力的计算步骤1.确定混凝土的线膨胀系数α,收缩系数β,弹性模量E等材料参数。
2.确定混凝土的几何形状,包括截面形状和尺寸。
3.确定混凝土的内部温度升高值ΔT。
4.根据温度应变的计算公式,计算混凝土的应变ε。
5.根据温度应力的计算公式,计算混凝土的温度应力σt。
6.根据混凝土的抗拉强度和抗压强度以及温度应力的大小,确定混凝土的安全性。
五、温度应力的控制措施为了控制混凝土的温度应力,可以采取以下措施:1.控制混凝土的内部温度升高值,例如采用隔热、通风等措施。
2.增加混凝土的截面尺寸,减少温度应力的大小。
施工配合比(kg/m3)二.温度计算(1)绝热温升Tmax′=WQ/γC(1-e-mt) Tmax′---绝热温升Q-----水泥水化热Q=377x103J/KgC-----砼比热C=0.96X103J/(Kg.℃)γ-----砼重度γ=2400Kg/M3W-----每立方米水泥重量260 Kg/M3m-----热影响系数,m=0.43+0.0018QTmax′=260X377X103/0.96X103X2400(1-e-1.10X3) =44℃Tmax=8℃+44℃=52℃(12℃为入模温度)相应也可以建立绝热温度见公式:Tmax′=WQ/γCxε+F/50F-----粉煤灰用量ε――――不同浇筑块的热系数Tmax′=260X377X103/Tmax=8+55=63℃取Tmax=63℃三. 温应力计算1.将砼的收缩随时间的进程换算成当量温度计算:Ty(t)= εy(t)/αα=1x10-5砼线膨胀系数εy(t)=ε0M1M2M3······M10(1-e0.01t)Ty(t)------当量温度εy(t)----任意时间的收缩(mm/mm)M1-----水泥品种为普通水泥,取1.0M2-----水泥细度为4000孔,取1.35M3-----骨料为石灰石,取1.00M4-----水灰比为0.52,取1.64M5-----水泥浆量为0.2,取1.00M6------自然养护30天,取0.93M7------环境相对湿度为50%,取0.54M8------水里半径倒数为0.4,取1.2M9------机械振捣,取1.00M10------含筋率为8%,取0.9ε0--ε∞---最终收缩,在标准状态下ε0=3.24X10-4εy(30)=1.01x10-4Ty(30)=10.1℃εy(27)=0.92 x10-4Ty(27)=9.2℃εy(24)=0.83 x10-4Ty(24)=8.3℃εy(21)=0.73 x10-4 Ty(21)=7.3℃εy(18)=0.64 x10-4Ty(18)=6.4℃εy(15)=0.54 x10-4Ty(15)=5.4℃εy(12)=0.439 x10-4 Ty(12)=4.39℃εy(9)=0.335 x10-4 Ty(9)=3.35℃εy(6)=0.226 x10-4 Ty(6)=2.26℃εy(3)=0.114 x10-4 Ty(3)=1.14℃计算中心温度当量温差:△T6=2.26-1.14=1.12℃△T9=3.35-2.26=1.09℃△T12=4.39-3.35=1.04℃△T15=5.4-4.39=1.01℃△T18=6.4-5.4=1.0℃△T21=7.3-6.4=0.9℃△T24=8.3-7.3=1.0℃△T27=9.2-8.3=0.9℃△T30=10.1-9.2=0.9℃2.计算中心温度砼基础施工时处于散热条件,考虑上下表面及侧面的散热条件,当体积厚达3m时,,散热影响系数取0.97;当中心浇筑完第四天后,水化热达峰值。
混凝土路面温度应力的计算原理混凝土路面在使用过程中会受到各种力的作用,其中温度应力是常见的一种。
温度应力是由于路面温度变化引起的混凝土板材的自由收缩或膨胀,产生内部应力的一种应力状态。
因此,混凝土路面温度应力的计算是路面设计和施工过程中必不可少的一个环节。
混凝土路面温度应力的计算原理包括以下几个方面:1.温度应力的产生机理混凝土材料的热膨胀系数是一个重要的参数,它是描述混凝土材料在温度变化下的体积变化的指标。
混凝土在温度升高时会发生膨胀,温度降低时会发生收缩。
当混凝土路面受到温度变化时,它会发生自由收缩或膨胀,产生内部应力。
这些应力会导致混凝土路面的损坏和破坏,因此需要进行计算和预测。
2.温度应力的计算公式混凝土路面温度应力的计算公式可以使用线性热膨胀系数来表示。
热膨胀系数是描述混凝土在温度变化下线性膨胀或收缩的比例系数。
它可以通过实验或者计算得到。
混凝土路面的温度应力可以通过以下公式计算:σ = EαΔT其中,σ是混凝土路面的温度应力,单位为MPa;E是混凝土的弹性模量,单位为MPa;α是混凝土的线性热膨胀系数,单位为1/℃;ΔT 是混凝土路面的温度变化,单位为℃。
3.温度应力的影响因素混凝土路面温度应力的大小受到多种因素的影响,其中最主要的因素是温度变化的大小和混凝土的弹性模量。
温度变化越大,温度应力越大;弹性模量越大,温度应力越小。
此外,混凝土的线性热膨胀系数也会影响温度应力的大小。
4.温度应力的控制方法为了控制混凝土路面温度应力的大小,可以采取以下措施:(1)选择合适的混凝土材料,尽量降低混凝土路面的线性热膨胀系数;(2)控制混凝土路面的温度变化幅度,例如在施工过程中选择合适的时间和天气条件;(3)增加混凝土路面的厚度,增加混凝土的弹性模量,从而减小温度应力的大小。
综上所述,混凝土路面温度应力的计算原理包括了温度应力的产生机理、温度应力的计算公式、温度应力的影响因素和温度应力的控制方法。
混凝土温度应力原理一、引言混凝土温度应力是指混凝土在温度变化的过程中产生的应力。
混凝土是一种非常常见的材料,广泛应用于建筑、道路、桥梁等建设领域。
在使用过程中,混凝土会受到各种因素的影响,其中温度变化是影响混凝土性能的重要因素之一。
温度变化会导致混凝土产生应力,进而影响混凝土的强度和稳定性。
因此,深入研究混凝土温度应力原理对于提高混凝土使用效果和保障建筑安全至关重要。
二、混凝土温度应力的原因混凝土温度应力的产生原因主要有以下三个方面:1.温度变化引起的线膨胀系数不同混凝土温度变化时,混凝土中不同部分的线膨胀系数不同。
在温度升高时,混凝土的体积会膨胀,产生内应力。
而在温度下降时,混凝土的体积会收缩,产生拉应力。
不同部分的线膨胀系数不同会导致内应力的不均匀分布,进而产生温度应力。
2.温度变化引起的收缩率不同混凝土的收缩率是指混凝土在干燥和湿润状态下的收缩程度。
不同部分的收缩率也会影响混凝土温度应力的产生。
在温度升高时,混凝土中不同部分的收缩率不同,进而产生内应力。
同时,在湿度和温度变化的双重作用下,混凝土会发生干缩和湿胀。
不同部分的干缩和湿胀程度也会导致内应力的不均匀分布,进而产生温度应力。
3.温度变化引起的变形不同混凝土的变形是指混凝土在外力作用下发生的形变。
不同部分的变形也会影响混凝土温度应力的产生。
在温度升高时,混凝土中不同部分的变形不同,进而产生内应力。
同时,在湿度和温度变化的双重作用下,混凝土会发生变形。
不同部分的变形程度也会导致内应力的不均匀分布,进而产生温度应力。
三、混凝土温度应力的计算方法混凝土温度应力的计算方法主要有以下两种:1.拉普拉斯方程法拉普拉斯方程法是一种经典的计算混凝土温度应力的方法。
该方法基于拉普拉斯方程,通过求解温度场和应力场的偏微分方程组来计算混凝土温度应力。
该方法适用于简单的结构和较小的温度变化。
2.有限元法有限元法是一种现代的计算混凝土温度应力的方法。
该方法基于有限元原理,通过将结构分割为若干个小单元,建立数学模型,求解温度场和应力场的偏微分方程组来计算混凝土温度应力。
混凝土结构温度应力控制方法一、引言混凝土结构是建筑工程中常见的结构形式,其在使用过程中会受到多种因素的影响,其中之一便是温度。
温度变化会引起混凝土结构内部产生应力,从而影响其性能和寿命。
因此,对混凝土结构中的温度应力进行控制是非常重要的。
本文将从混凝土结构温度应力的概念、影响因素、计算方法以及控制方法等方面进行详细介绍。
二、混凝土结构温度应力的概念温度应力是指混凝土结构在温度变化作用下所产生的内部应力。
混凝土结构受到温度变化的影响,会发生长度变化,从而产生内部应力。
这种应力对混凝土结构的性能和寿命都有着很大的影响,因此需要对其进行控制。
三、混凝土结构温度应力的影响因素混凝土结构温度应力的大小受到多种因素的影响,包括以下几个方面:1. 混凝土材料的热膨胀系数:不同材料的热膨胀系数不同,因此混凝土中使用的材料的热膨胀系数会对温度应力产生影响。
2. 混凝土材料的热导率:混凝土材料的热导率和传热能力也会对温度应力产生影响。
3. 混凝土结构的形状和尺寸:混凝土结构的形状和尺寸也会对温度应力产生影响,具体表现在不同的结构形式和尺寸下,温度应力的大小和分布也会有所不同。
4. 温度变化的速率:温度变化的速率也是影响温度应力大小的因素之一。
如果温度变化速率过快,会导致混凝土结构内部应力无法及时释放,从而引起应力集中和损伤。
5. 混凝土结构的支座条件:混凝土结构的支座条件也会对温度应力产生影响。
如果支座条件不良,会导致结构内部应力集中,从而影响结构的稳定性和安全性。
四、混凝土结构温度应力的计算方法混凝土结构温度应力的计算方法有多种,其中比较常用的有以下两种方法:1. 等效温度差法:等效温度差法是一种较为简单的计算方法,其基本思想是将混凝土结构的温度变化转化为等效温度差,进而计算出温度应力大小。
具体计算公式为:ΔT = αLΔT0其中,ΔT表示等效温度差,α为混凝土的线膨胀系数,L为混凝土结构的长度,ΔT0为实际温度变化值。
第四节 温度应力计算
一、温度对结构的影响
1 温度影响
(1)年温差影响
指气温随季节发生周期性变化时对结构物所引起的作用。
假定温度沿结构截面高度方向以均值变化。
则
12t t t -=∆
12t t t -=∆该温差对结构的影响表现为:
对无水平约束的结构,只引起结构纵向均匀伸缩;
对有水平约束的结构,不仅引起结构纵向均匀伸缩,还将引起结构内温度次内力;
(2)局部温差影响
指日照温差或混凝土水化热等影响。
A :混凝土水化热主要在施工过程中发生的。
混凝土水化热处理不好,易导致混凝土早期裂缝。
在大体积混凝土施工时,混凝土水化热的问题很突出,必须采取措施控制过高的温度。
如埋入水管散热等。
B :日照温差是在结构运营期间发生的。
日照温差是通过各种不同的传热方式在结构内部形成瞬时的温度场。
桥梁结构为空间结构,所以温度场是三维方向和时间的函数,即: ),,,(t z y x f T i =
该类三维温度场问题较为复杂。
在桥梁分析计算中常采用简化近似方法解决。
假定桥梁沿长度方向的温度变化为一致,则简化为二维温度场,即:
),,(t z x f T i =
进一步假定截面沿横向或竖向的温度变化也为一致,则可简化为一维温度场。
如只考虑竖向温度变化的一维温度场为:
),(t z f T i =
我国桥梁设计规范对结构沿梁高方向的温度场规定了有如下几种型式:
2 温度梯度f(z,t)
(1)线性温度变化
梁截面变形服从平截面假定。
对静定结构,只引起结构变形,不产生温度次内力;
对超静定结构,不但引起结构变形,而且产生温度次内力;
(2)非线性温度变化
梁在挠曲变形时,截面上的纵向纤维因温差的伸缩受到约束,从而产。
生约束温度应力,称为温度自应力σ0
s
对静定结构,只产生截面的温度自应力;
对超静定结构,不但产生截面的温度自应力,而且产生温度次应力;
二、基本结构上温度自应力计算
1 计算简图
2
3 ε
和χ的计算
三、连续梁温度次内力及温度次应力计算
采用结构力学中的力法求解。
四、我国公路桥梁设计规范中温度应力计算公式
规定:T形截面连续梁由于日照引起桥面板与其它部分温度差,从而产生内力。
在缺乏实测资料时,可假定温差+5C,并在桥面板内均匀分布。
1 温度自应力
2 温度次应力
3 温度总应力
友情提示:本资料代表个人观点,如有帮助请下载,谢谢您的浏览!。