关于温度应力

温度应力
一、概述
温度应力是指受热场作用下物体产生的内部应力，是由于温度变化引起的张力和压应力的总和。

温度应力是一种常见的工程问题，在材料工程、结构工程、航空航天等领域都有广泛的应用。

二、温度应力的形成原因
1. 材料的热膨胀性质
材料在受热或冷却时会发生体积变化，导致内部应力的产生。

不同材料的热膨胀系数不同，会影响温度应力的大小。

2. 材料的结构特性
材料的结构特性，如晶体结构、晶粒取向等，也会影响温度应力的形成。

不同的结构特性会导致不同的热膨胀行为，进而产生不同的温度应力。

三、温度应力的影响
1. 对材料性能的影响
温度应力会导致材料的变形、破裂等问题，对材料的力学性能和使用寿命造成影响。

2. 对结构安全的影响
在工程结构中，温度应力可能导致结构的破坏，影响结构的安全性和稳定性。

四、减缓温度应力的方法
1. 选择合适的材料
通过选择具有较小热膨胀系数的材料可以减少温度应力的产生。

2. 设计合理的结构
在工程设计中，可以通过合理的结构设计来减少温度应力的影响，如增加局部支撑、缓冲器等。

五、结语
温度应力是一种常见的工程问题，需要在设计和使用过程中引起足够的重视。

通过合理的材料选择和结构设计，可以有效减缓温度应力的影响，提高工程结构的安全性和稳定性。

混凝土温度应力标准一、引言混凝土是广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程领域的一种材料。

在混凝土的制作和使用过程中，由于温度的变化，混凝土会产生一定的应力。

这些应力如果超过了混凝土的承载能力，就会导致混凝土的开裂和损坏。

因此，制定混凝土温度应力标准是确保混凝土结构安全可靠的重要措施。

二、混凝土温度应力的基本概念1. 温度应力温度应力是指由于温度变化引起的混凝土内部应力。

温度应力是一种内应力，它会影响混凝土结构的承载能力和使用寿命。

2. 混凝土温度应力的形成原因混凝土温度应力的形成原因主要有以下几点：（1）混凝土的收缩和膨胀混凝土在制作过程中会发生收缩和膨胀，这是由于水泥水化反应引起的。

混凝土的收缩和膨胀会产生温度应力。

（2）混凝土的温度变化混凝土的温度会随着环境温度和太阳辐射等因素的变化而发生变化，这也会产生温度应力。

（3）混凝土的热膨胀系数混凝土的热膨胀系数是指混凝土材料在温度变化时的体积膨胀系数。

热膨胀系数越大，混凝土的温度应力就越大。

三、混凝土温度应力标准的制定原则1. 充分考虑混凝土结构的设计寿命和使用条件混凝土温度应力标准的制定应充分考虑混凝土结构的设计寿命和使用条件。

根据混凝土结构的使用寿命和使用环境的不同，应制定不同的温度应力标准。

2. 保证混凝土结构的安全可靠制定混凝土温度应力标准的目的是保证混凝土结构的安全可靠。

因此，标准应保证混凝土结构在正常使用条件下不会发生破坏和损坏。

3. 充分考虑混凝土材料的物理和机械性能混凝土温度应力标准的制定应充分考虑混凝土材料的物理和机械性能。

不同的混凝土材料在温度应力下的承载能力和变形能力不同，应根据混凝土材料的特性制定不同的温度应力标准。

四、混凝土温度应力标准的制定内容1. 温度应力计算公式制定混凝土温度应力标准的一个重要内容是温度应力计算公式的制定。

温度应力计算公式应基于混凝土结构的设计寿命和使用条件，考虑混凝土材料的物理和机械性能，以保证混凝土结构的安全可靠。

3.2 温度应力计算在热力管线的高温作用下，衬砌和围岩都会有应力和位移的产生，因此可以分开进行分析，然后再根据接触面上的变形连续条件求出接触面上的约束力，即围岩和衬砌之间的约束作用力。

衬砌的总温度应力等于衬砌自身的应力加上衬砌与围岩的约束力。

3.2.1 衬砌自身应力根据弹性力学的平面应变问题，可以求出衬砌自身的弹性温度应力：在衬砌与围岩接触面上的衬砌径向位移为：3.2.2 弹性约束应力上面计算衬砌的自身应力时没有考虑接触面上的约束力，但是由于围岩和衬砌变形不一致，存在压应力，可以假定为P。

根据著名的拉梅公式，在外力作用下，衬砌的径向应力计算如下：则总的温度应力为：3.3 徐变温度应力计算徐变温度应力的计算思路与温度应力的计算思路一致，先计算混凝土自身的徐变温度应力，然后计算接触面的约束力，最后将力进行叠加得到衬砌的徐变温度应力。

3.3.1 衬砌自身徐变温度应力根据朱伯芳的推导，圆形隧道衬砌自身弹性徐变温度应力的计算公式如下：3.3.2徐变约束应力衬砌徐变约束应力的计算公式如下：隧道衬砌温度应力的有限元分析由于隧道内二次衬砌表面温度及二次衬砌背后一定深度的围岩体温度差的存在，在混凝土衬砌内部会产生压应力，表面会产生拉应力。

而大温度梯度会引起较大的表面拉应力或者收缩应力，可能会在混凝土表面产生表面裂缝或收缩裂缝，对衬砌结构带来严重的危害。

因此，在隧道衬砌设计与施工中有必要对考虑温度影响下的隧道衬砌受力规律进行分析研究。

利用平面应变假定、变分法和最小势能原理，分析围岩和衬砌在其自重以及衬砌内外温差作用下的变形和应力分布。

隧道的温度应力及由其引起的裂缝开展规律的研究1.1 单孔矩形或圆形截面隧道隧道衬砌早期温度应力场模拟及可靠度分析综合国内外对混凝土结构温度应力分析的方法可分为理论解法、实用算法和数值方法。

1.理论解法由于隧道桥梁等大体积混凝土边界和材料的复杂性，要求解满足所有条件的温度应力解答几乎是不可能的，所以现在一般不用理论解法来求解实际工程问题。

温度应力计算收集于网络，如有侵权请联系管理员删除第四节 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：xTy=f,(t z,),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：x=Tf(t z,),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：=Tf(t z),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。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除对静定结构，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2 计算公式和χ的计算3 ε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。

混凝土温度应力标准一、前言混凝土是建筑中常用的材料之一，它的强度和耐久性是决定建筑物质量的重要因素之一。

温度是影响混凝土强度和耐久性的重要因素之一，因此在混凝土施工中，必须考虑温度因素。

本文将介绍混凝土温度应力标准。

二、混凝土温度应力标准混凝土温度应力是由于混凝土内部温度变化而引起的应力。

混凝土温度应力的大小与混凝土材料、温度变化范围、混凝土的形状和尺寸等因素有关。

混凝土温度应力过大会导致混凝土开裂，降低混凝土的使用寿命。

因此，混凝土温度应力标准的制定对于保证混凝土质量具有重要意义。

1.混凝土温度应力计算混凝土温度应力计算是混凝土温度应力标准的基础。

混凝土温度应力计算应该考虑以下因素：（1）混凝土材料的热膨胀系数；（2）混凝土的尺寸和形状；（3）混凝土结构的约束程度；（4）混凝土内部温度变化范围；（5）混凝土的温度史。

混凝土温度应力计算可以采用有限元方法或解析方法。

在进行混凝土温度应力计算时，应根据具体情况选择合适的计算方法。

2.混凝土温度应力标准混凝土温度应力标准是指规定混凝土温度应力允许值的标准。

混凝土温度应力允许值应该根据混凝土材料、混凝土的尺寸和形状、混凝土结构的约束程度等因素确定。

混凝土温度应力标准应该包括以下内容：（1）混凝土温度应力的定义和计算方法；（2）混凝土温度应力允许值的规定；（3）混凝土温度应力控制的方法。

3.混凝土温度应力控制混凝土温度应力控制是指通过控制混凝土内部温度变化，减小混凝土温度应力的方法。

混凝土温度应力控制应该考虑以下因素：（1）混凝土材料的热膨胀系数；（2）混凝土的尺寸和形状；（3）混凝土结构的约束程度；（4）混凝土内部温度变化范围。

混凝土温度应力控制可以采用以下方法：（1）控制混凝土的浇筑温度；（2）采用外部隔热措施；（3）采用内部隔热措施；（4）采用预应力措施。

4.混凝土温度应力监测混凝土温度应力监测是指通过对混凝土内部温度变化和应力变化的监测，及时掌握混凝土的变化情况，采取措施减小混凝土温度应力。

温度应力的定义
温度应力是物体由于温度升降不能自由伸缩或物体内各部分的温度不同而产生的应力。

亦称“热应力”。

例如，工件焊接时受到局部加热所产生的应力；铁道钢轨的接轨处留有空隙以避免或减低可能发生的温度应力。

温度应力：由于温度变化，结构或构件产生伸或缩，而当伸缩受到限制时，结构或构件内部便产生应力，称为温度应力.
1、物体由于外因（受力、湿度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。

2、在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。

同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。

温度应力应变关系温度应力应变关系是描述材料在不同温度下对应力和应变的变化关系的一种物理性质。

材料在受到外力作用时，会产生应力，而当材料的温度改变时，应变也会随之变化。

因此，温度应力应变关系是材料力学性质和热学性质的结合。

温度变化会导致晶格的畸变，进而改变材料的物理特性，包括弹性模量、压缩模量、杨氏模量和泊松比。

当材料的温度变化时，材料的微观结构和物理特性都会发生变化。

例如，当温度升高时，金属晶体的原子震动增强，导致晶格的畸变，从而使材料的弹性模量降低。

在摄氏0度以下的温度范围内，各种金属的弹性模量随温度下降而变小，在低于-200℃的温度范围内，弹性模量逐渐接近于零。

这是由于在极低的温度下，材料的原子震动极小，即使在受到外力作用时，材料也无法发生弹性变形，因此材料渐渐失去了固体的特性。

另一方面，在高温下，材料的弹性模量也会降低。

这是由于在高温下，材料的原子间距大幅增加，同时晶格的畸变程度也增加。

这些变化导致材料的弹性模量降低，使得材料更容易发生变形。

材料的热膨胀系数是另一个描述材料物理特性变化的重要参数。

热膨胀系数是指材料在温度改变时，其体积的变化量与温度变化量的比值。

当材料受到加热时，其体积将会增加，这是由于温度的升高使得材料中的原子震动增强，从而导致晶格的畸变，使材料的体积也发生相应变化。

因此，在设计结构时需要考虑材料的热膨胀系数，以确保在温度变化时不会导致结构的破坏。

温度应力应变关系也对材料的疲劳寿命具有重要的影响。

当材料受到交变应力作用时，在一定的应力幅值下，材料会出现应力腐蚀、塑性屈服和开裂等破坏现象，进而导致材料的失效。

疲劳寿命与材料的弹性模量、热膨胀系数和热导率等物理特性密切相关，因此在设计材料时需要考虑这些因素。