某工程的溫度應(yīng)力計(jì)算

1、一、溫差效應(yīng)理論1，局部溫差不對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，只考慮整體溫差。2，出現(xiàn)溫差時(shí)梁板等水平構(gòu)件變形受到豎向構(gòu)件的約束而產(chǎn)生應(yīng)力，同時(shí)豎向構(gòu)件會(huì)受到相應(yīng)的水平剪力。3，使用階段由于外圍有幕墻，屋頂有保溫，首層室外樓板也有覆土或其他面層，且室內(nèi)有空調(diào)，常年的溫度較為穩(wěn)定，可不考慮使用階段的溫差效應(yīng)，只考慮施工階段的溫差效應(yīng)。二、溫差取值對(duì)于溫差T1-T2，即施工階段基準(zhǔn)溫度T1-施工后保溫圍護(hù)前的最低或最高溫度T2：1，施工階段最低或最高溫度（T2）選?。篈， 對(duì)地下室構(gòu)件，即使地下水位較高，回填土也會(huì)在地下室施工完成不久后封閉，溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)影響很小很緩慢，可考慮地區(qū)季節(jié)性平均溫度變化（地下結(jié)構(gòu)

2、一般從設(shè)置后澆帶、盡早回填等措施來(lái)降低溫差的影響，一般不需要計(jì)算）。B， 對(duì)地上結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為完全暴露在室外。可能達(dá)到的最低和最高溫度可取當(dāng)?shù)刈罱甑臍v史最低、最高氣溫（一般參考荷載規(guī)范里的基本氣溫?cái)?shù)據(jù)，比如青島地區(qū)為-9/33度）。2，施工階段基準(zhǔn)溫度（T1）選取：結(jié)構(gòu)在后澆帶合攏前各部分面積較小，溫度效應(yīng)可以忽略不計(jì)。因此后澆帶澆注時(shí)的溫度作為溫差效應(yīng)里的基準(zhǔn)溫度T1。 當(dāng)工程進(jìn)展順利，地上各層結(jié)構(gòu)的合攏時(shí)間可以精確到季節(jié)甚至月份時(shí)候，這里的基準(zhǔn)溫度可取當(dāng)季或當(dāng)月的近十年平均氣溫。當(dāng)施工進(jìn)度無(wú)法掌握時(shí)，基準(zhǔn)溫度可取近十年月平均氣溫值T1=（0.0+2.4+6.4+11.9+17.0+20

3、.9+24.4+25.2+22.1+16.9+9.2+3.5）/12=13.3。因此一般適當(dāng)控制后澆帶合攏溫度時(shí)，基準(zhǔn)溫度T1可按15度進(jìn)行計(jì)算：降溫溫差T1-T2=15-（-9）=24；當(dāng)計(jì)算地上結(jié)構(gòu)升溫溫差時(shí)，升溫溫差T1-T2=15-33=18。表1 2000年2009年青島月平均氣溫月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月月平均氣溫0.02.46.411.917.020.924.425.222.116.99.23.5只有當(dāng)?shù)厣辖Y(jié)構(gòu)一層頂合攏日期距屋面合攏的日期超過(guò)一年時(shí)，最大負(fù)溫差和最大正溫差才會(huì)共存在一個(gè)工程中，因正溫差主要產(chǎn)生壓應(yīng)力，所以溫度效應(yīng)仍是按最大負(fù)溫差來(lái)

4、控制。探討：對(duì)于有后澆帶的工程，在滿(mǎn)足至少兩個(gè)月的條件下是否可將后澆帶澆注時(shí)間限定在溫度較低的月份，至少避開(kāi)最高的月份夜間澆筑，這樣計(jì)算最大負(fù)溫差時(shí)的基準(zhǔn)溫度（T1）會(huì)降低，相應(yīng)最大負(fù)溫差也會(huì)減小。三、混凝土長(zhǎng)期收縮的影響根據(jù)王夢(mèng)鐵的工程結(jié)構(gòu)裂縫控制中相關(guān)計(jì)算公式和表格。混凝土收縮是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，影響最終收縮量的因素有水泥成分、溫度、骨料材質(zhì)、級(jí)配、含泥量、水灰比、水泥漿量、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、環(huán)境溫度和氣流場(chǎng)、構(gòu)件的尺寸效應(yīng)、混凝土振搗質(zhì)量、配筋率、外加劑等。由于豎向構(gòu)件的約束，水平構(gòu)件的混凝土收縮會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)變，這種應(yīng)變可以和混凝土因溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)變等效，可用產(chǎn)生等量應(yīng)變的溫度差（當(dāng)量溫差）計(jì)入混

5、凝土收縮效應(yīng)的影響。參考王夢(mèng)鐵的工程結(jié)構(gòu)裂縫控制中的相關(guān)計(jì)算方法，混凝土收縮應(yīng)變的形式和發(fā)展與混凝土齡期密切相關(guān)，任意時(shí)間t（天數(shù)）時(shí)混凝土已完成的收縮應(yīng)變?yōu)椋浩渲蠱i 為各種修正系數(shù)，各修正系數(shù)的取值和對(duì)應(yīng)的影響因素見(jiàn)下表：表8.3.1 計(jì)算混凝土收縮的修正系數(shù)影響因素實(shí)際情況修正系數(shù)取值水泥品種普通水泥M11.0水泥細(xì)度3500M21.06骨料無(wú)粗骨料M31.0水灰比0.5M41.21水泥漿量30%M51.45初期養(yǎng)護(hù)時(shí)間14天M60.93使用環(huán)境濕度40%M71.10構(gòu)件水力半徑倒數(shù)各層按300mm等效樓板厚度計(jì)算r =0.067cm-1M80.7操作方法機(jī)械振搗M91.0模量比

6、5;配筋率Es As /(EC AC )假設(shè)梁板平均截面配筋率1.7%，Es As /(EC AC )=0.11M100.74時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)即整個(gè)齡期混凝土的收縮徐變應(yīng)變?yōu)檫@樣，任意時(shí)間t（天數(shù)）時(shí)混凝土剩余未完成的收縮應(yīng)變?yōu)椋夯炷潦湛s的應(yīng)變量可等同于混凝土在一定負(fù)溫差下產(chǎn)生的收縮應(yīng)變量，混凝土溫差應(yīng)變?yōu)?，其中為混凝土線(xiàn)膨脹系數(shù)， =1×10-5/因此混凝土剩余未完成的收縮應(yīng)變當(dāng)量負(fù)溫差為 。（1）假設(shè)結(jié)構(gòu)后澆帶在施工2個(gè)月后澆注，則結(jié)構(gòu)剩余未完成的收縮應(yīng)變當(dāng)量負(fù)溫差為；（1）假設(shè)結(jié)構(gòu)后澆帶在施工6個(gè)月后澆注，則結(jié)構(gòu)剩余未完成的收縮應(yīng)變當(dāng)量負(fù)溫差為；計(jì)算時(shí)的總溫差為季節(jié)溫差與收縮當(dāng)量溫

7、差相疊加，如果結(jié)構(gòu)后澆帶在施工6個(gè)月后封閉，則降溫溫差為24+5.4=29.4；升溫溫差18-5.4=12.6。四、計(jì)算操作采用PMSAP軟件對(duì)整體模型進(jìn)行溫差和收縮效應(yīng)分析，樓板采用彈性膜模擬，分層對(duì)整個(gè)平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)施加相應(yīng)的溫差作用進(jìn)行計(jì)算。樓板應(yīng)力不考慮梁及其翼緣對(duì)其的分擔(dān)作用 【1）為考慮砼的徐變應(yīng)力松弛，砼構(gòu)件的溫度內(nèi)力可以乘以折減系數(shù)0.3，鋼構(gòu)件不折減；2）溫度效應(yīng)的組合貢獻(xiàn)：可以取組合值系數(shù)0.7乘以分項(xiàng)系數(shù)1.2=0.84；3）為考慮砼構(gòu)件裂縫引起的剛度退化，砼構(gòu)件的剛度（即混凝土彈性模量）可以乘以折減系數(shù)0.85，鋼構(gòu)件不折減?！繌挠?jì)算結(jié)果中可以讀出樓板最大主拉應(yīng)力值MPa（局部應(yīng)力引起的裂縫對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的影響不大，可不考慮），也可讀出相應(yīng)樓板溫度配筋面積。則需要配置雙層雙向溫度筋的單層每延米鋼筋面積：As=，如C30混凝土（ftk=2.02MPa），三級(jí)鋼（fyk=400MPa），樓板厚度1