某工程的溫度應(yīng)力計(jì)算

1、一、溫差效應(yīng)理論局部溫差不對整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，只考慮整體溫差。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。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 填等措施來降低溫差的影響，一般不需要計(jì)算）。B， 對地上結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為完全暴露在室外?？赡苓_(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?。航Y(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+

3、20.9+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) =24C ；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=18C。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)

4、仍是按最大負(fù)溫差來控制探討：對于有后澆帶的工程，在滿足至少兩個(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、混凝土長期收縮的影響根據(jù)王夢鐵的工程結(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)長期的過程，影響最終收縮量的因素有水泥成分、溫度、 骨料材質(zhì)、級配、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、 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

5、應(yīng)變的溫度差(當(dāng)量溫差)計(jì)入混凝土收縮效應(yīng)的影響。參考王夢鐵的工程結(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?(t) = 3. 24 x 10-4(1 e-0.011 )M1M2 M 3. 24 x 10-4(1 e-0.0it)其中為各種修正系數(shù)，各修正系數(shù)的取值和對應(yīng)的影響因素見下表: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

6、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X配筋率esas/a)假設(shè)梁板平均截面配筋率1.7%，&/(E&)=0.11M100.74時(shí)間無限長即整個(gè)齡期混凝土的收縮徐變應(yīng)變?yōu)?3)= 3. 24 x 10-4(1 e-0.018) = 3. 24 x 10-4這樣，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?(3) - (t) = 3. 24 x 10-4 3. 24 x 10-4(1 e-0.011) = 3. 24 x 10-4 x e-0.011混凝土收縮的應(yīng)變量可等同于混凝土在一定負(fù)

7、溫差下產(chǎn)生的收縮應(yīng)變量，混凝土溫差應(yīng)變?yōu)閥 = a AT 其中a為混凝土線膨脹系數(shù)，a =1X10-/C因此混凝土剩余未完成的收縮應(yīng)變當(dāng)量負(fù)溫差為 AT = y / a = 32.4 x e 0.011(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 AT60 = / a = 32.4 x e-0.01x60 = 17.8 C；(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AT = /a = 32. 4 x e-0.01x180 = 5. 4C；計(jì)算時(shí)的總溫差為季節(jié)溫差與收縮當(dāng)量溫差相疊加，如果結(jié)構(gòu)后澆帶在施工6 個(gè)月后封閉，則

8、降溫溫差為24+5.4=29.4 ；升溫溫差18-5.4=12.6C。四、計(jì)算操作采用PMSAP軟件對整體模型進(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其的分擔(dān)作用 湍度荷裁壑?jǐn)?shù)行梁板頂面與柱頂對齊向下偏移口片） 修：籍重前爵套甄上下限都為1）險(xiǎn)構(gòu)件溫度效應(yīng)折減系數(shù) 異一辭箱舞:鬻癖胯k玲彈性模里折減系數(shù)3【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。】從計(jì)算結(jié)果中可以讀出樓板最大主拉應(yīng)力值a MPa （局部應(yīng)力引 起的裂縫對整個(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=（樓板應(yīng)力-混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）x樓板厚度X1000，如C30混凝土 2x鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，（ftk=2.02MPa），三級鋼（fyk=400MPa），樓板厚度 150mm，樓板溫 度應(yīng)