超长预应力混凝土结构温差收缩效应分析

超长混凝土框架温差收缩应力计算方法的探讨　

杨成辰　，　周　安　，　赵林　

（１．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥２３ｏｏｏ９；２．安徽土木工程结构与材料省级实验室，安徽合肥２３００ｏ９）　

摘要：采用弹性方法计算超长混凝土框架的温差收缩应力需考虑徐变、开裂等因素造成的应力松弛。工程通过折减构件刚度和　折减综合温差来考虑温度应力松弛。文章通过理论推导和数值计算得出，当梁与柱的刚度折减系数相等时，采用折减综合温差代　替折减构件刚度较为方便；当梁、柱刚度不同时，宜采用刚度折减法。　关键词：超长混凝土框架；应力松弛；刚度折减；温差折减　中图分类号：ＴＵ３７５．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—５７８１（２０１３）０４—０４７１—０３　

０　引　言　

超长混凝土框架的楼盖属于大面积梁板，楼板施　

工时间长，暴露在外界受气温影响大，且泵送混凝土　浇筑的楼盖自身的收缩量也很大。混凝土结构属于　有约束的构件，温度变化和收缩作用产生应力会使楼　板在投入使用前就可能出现裂缝甚至是贯通裂缝，梁　则出现表面裂缝。研究表明＿】］，对于建筑工程的温度　

作用应重点考虑两种：日照辐射荷载产生顶板温度梯　度荷载。实际超长结构受温度荷载作用最危险阶段　

是结构主体在水平方向已形成一个整体，但屋面和　墙面的保温材料还没有及时做上Ｅ　。文献１－３３建议：　

采用弹性分析的超长结构可综合考虑收缩和季节温　差作用，采用综合等效温差来计算，即　△Ｔ　一△Ｔ－ｔ－△Ｔ。　（１）　其中，△Ｔ为季节温差，当明确知道浇筑时大气温度　时，取△Ｔ—Ｔｏ—　，当设计时不能事先知道了、Ｏ　时，应依据包络原则取季节温差为年最大温差，即　

．，…、　ＡＴ＝　一　；收缩当量温差△Ｔ　一坠　，ｄ为　

混凝土线膨胀系数，采用补偿收缩混凝土时应将限制　膨胀率设计值换算成当量升温。　

综合温差产生的应力会伴随着混凝土的徐变、开　裂发生松弛，应采用对弹性模型计算的结果乘以应力　

超长钢筋混凝土结构温度应力问题探讨

【摘要】近几年来，随着社会的发展和高大建筑的普及，人们一直在寻找美丽的一面，让人们更好地了解和适应气候变化。如果结构超过一定尺寸，必须按规格确定针数，这必然会影响外观和外观。因此，由温度等因素引起的一系列与钢筋混凝土结构有关的问题开始引起的关注。对结构的热效应进行了研究分析。超长时期的国内学者们都对这一问题进行了处理，希望能采取合理的措施来减少或消除转折点。

【关键词】超长钢筋；混凝土结构；温度应力；问题

引言

随着我国城市建设的发展，高层建筑发展迅速，超长建筑越来越多，但总的来说，结构越长，温度和收缩变形越大，建筑面积越大。抑制内力，往往会导致结构开裂影响正常使用，因此超长混凝土结构的温度和收缩裂缝已成为结构领域的研究热点。但是，在超长混凝土结构中，如果不进行合理的温度效应控制，则立柱和墙体等垂直构件会产生很大的温度内力，从而影响结构的承载力。楼板可能会开裂并通过裂缝形成有害物质。建筑物的防水性和结构耐久性非常不利，并影响建筑物的正常使用。因此，减小温度抗力的影响是长期结构设计中的一个关键问题。

1.温度应力问题的特点

从结构本身来看，长期结构对发展中国家将产生两种不利影响。首先，超长混凝土在连续灌溉下的收缩和含水率会导致水泥体积的不平衡变化，导致大型水泥结构的裂缝。大型混凝土结构，由于水泥和水的热循环缓慢。热直接导致不同部件的温差增大，进而导致解体，第二个原因是环境温度的变化可能导致部件的热膨胀和收缩，导致部件之间变形和运动的不平衡，从而增加超高压的阻力快速混凝土结构。这两个方面的不利影响主要原因是长期固有的温度变化。温度反力是指结构或构件的变形受温度变化影响而产生的反作用力。他们的设计和建造将继续沿用传统的常规做法，而不采取任何具体行动，这将对安全构成严重威胁。结构，在严重情况下，结构甚至可能达到正常使用的极限而被破坏，超出了功能范围，影响了结构的正常使用。

混凝土结构温度效应分析的原理和方法

一、引言

混凝土结构是一种常用的建筑材料，随着建筑设计的不断发展，混凝土结构在建筑中的应用越来越广泛。然而，混凝土结构在使用过程中会受到外界环境的影响，其中温度效应是一个重要的影响因素。因此，混凝土结构温度效应的分析是非常必要的。

二、混凝土结构温度效应的原理

1.混凝土结构的热膨胀

混凝土结构在受到温度变化时，会发生热膨胀。这是因为混凝土的线膨胀系数很大，当温度升高时，混凝土体积会随之增大。相反，当温度下降时，混凝土体积会随之缩小。如果混凝土结构的尺寸不变，那么在温度变化的情况下，混凝土内部会产生应力，这对混凝土结构的安全性造成了威胁。

2.混凝土结构的温度变形

混凝土结构在受到温度变化时，会产生温度变形。这是因为混凝土的热传导系数很低，当混凝土结构的一部分受到温度变化时，它会发生热膨胀或收缩，但是由于整个结构都是连续的，所以受到影响的部分会对其他部分产生影响，从而导致整个结构产生变形。

3.混凝土结构的温度应力

混凝土结构在受到温度变化时，会产生温度应力。这是因为混凝土的热膨胀系数和弹性模量都是与温度有关的，当混凝土结构的一部分受到温度变化时，它会产生应力，从而对整个结构产生影响。这种应力称为温度应力。

三、混凝土结构温度效应的分析方法

1.有限元法

有限元法是一种数值分析方法，可以用来分析混凝土结构的温度效应。这种方法可以将混凝土结构分成许多小的单元，每个单元都有自己的温度和应力。然后根据有限元法的原理，将这些单元组合起来，形成整个结构的温度和应力分布。有限元法可以用来分析不同形状和尺寸的混凝土结构，在分析过程中，可以考虑不同的温度变化情况，并计算出结构的温度变形和应力。

2.解析法

解析法是一种基于数学分析的方法，可以用来分析混凝土结构的温度效应。这种方法可以通过对混凝土材料的性质和结构的几何形状进行分析，得出混凝土结构在受到温度变化时产生的温度变形和应力分布。解析法可以用来分析简单形状和尺寸的混凝土结构，并且计算结果比较准确。

第３３卷第４期　２０１７年８月　结构工程师　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１７　

超长混凝土结构温度效应分析及设计措施　

陆宝金　李金果毛呈龙　郑力种　

（中国联合工程公司，杭州３１００５１）　

摘要在温度荷载作用下，超长混凝土结构产生的变形和内力一直是工程实践中需要解决的主要问　

题。利用有限元分析软件ＭＩＤＡＳ／Ｇｅｎ建立某超长混凝土框架结构的三维模型，着重分析了在温度荷载　

作用下结构的变形和内力，在此基础上对膨胀加强带的位置和做法进行了设计。建成后使用情况表明，　

所设计的膨胀加强带可有效地减小板的主拉应力，预防裂缝的产生，可供同类工程在设计时参考。　

关键词超长混凝土结构，ＭＩＤＡＳ／Ｇｅｎ，温度效应，膨胀加强带　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｅｆｆｅｃｔｓ　

ｏｎ　Ｏｖｅｒｌｏｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　

ＬＵ　Ｓａｏｊｉｎ　ＬＩ　Ｊｉｎｇｕｏ　ＭＡＯ　Ｃｈｅｎｇｌｏｎｇ　ＺＨＥＮＧ　Ｌｉｃｈｏｎｇ　

（Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１００５　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｌｏａｄ．ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｌｏｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　

ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ａｎ　ｏｖｅｒｌｏｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＭＩＤＡＳ／Ｇｅｎ．Ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ