某工程的溫度應力計算

1、一、溫差效應理論1，局部溫差不對整體結構產生影響，只考慮整體溫差。2，出現(xiàn)溫差時梁板等水平構件變形受到豎向構件的約束而產生應力，同時豎向構件會受到相應的水平剪力。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，且室內有空調，常年的溫度較為穩(wěn)定，可不考慮使用階段的溫差效應，只考慮施工階段的溫差效應。二、溫差取值對于溫差T1-T2，即施工階段基準溫度T1-施工后保溫圍護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， 對地下室構件，即使地下水位較高，回填土也會在地下室施工完成不久后封閉，溫度變化對結構影響很小很緩慢，可考慮地區(qū)季節(jié)性平均溫度變化（地下結構

2、一般從設置后澆帶、盡早回填等措施來降低溫差的影響，一般不需要計算）。B， 對地上結構，可以認為完全暴露在室外?？赡苓_到的最低和最高溫度可取當?shù)刈罱甑臍v史最低、最高氣溫（一般參考荷載規(guī)范里的基本氣溫數(shù)據，比如青島地區(qū)為-9/33度）。2，施工階段基準溫度（T1）選取：結構在后澆帶合攏前各部分面積較小，溫度效應可以忽略不計。因此后澆帶澆注時的溫度作為溫差效應里的基準溫度T1。 當工程進展順利，地上各層結構的合攏時間可以精確到季節(jié)甚至月份時候，這里的基準溫度可取當季或當月的近十年平均氣溫。當施工進度無法掌握時，基準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。因此一般適當控制后澆帶合攏溫度時，基準溫度T1可按15度進行計算：降溫溫差T1-T2=15-（-9）=24；當計算地上結構升溫溫差時，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?shù)厣辖Y構一層頂合攏日期距屋面合攏的日期超過一年時，最大負溫差和最大正溫差才會共存在一個工程中，因正溫差主要產生壓應力，所以溫度效應仍是按最大負溫差來

4、控制。探討：對于有后澆帶的工程，在滿足至少兩個月的條件下是否可將后澆帶澆注時間限定在溫度較低的月份，至少避開最高的月份夜間澆筑，這樣計算最大負溫差時的基準溫度（T1）會降低，相應最大負溫差也會減小。三、混凝土長期收縮的影響根據王夢鐵的工程結構裂縫控制中相關計算公式和表格?；炷潦湛s是一個長期的過程，影響最終收縮量的因素有水泥成分、溫度、骨料材質、級配、含泥量、水灰比、水泥漿量、養(yǎng)護時間、環(huán)境溫度和氣流場、構件的尺寸效應、混凝土振搗質量、配筋率、外加劑等。由于豎向構件的約束，水平構件的混凝土收縮會產生拉應變，這種應變可以和混凝土因溫度變化產生的應變等效，可用產生等量應變的溫度差（當量溫差）計入混

5、凝土收縮效應的影響。參考王夢鐵的工程結構裂縫控制中的相關計算方法，混凝土收縮應變的形式和發(fā)展與混凝土齡期密切相關，任意時間t（天數(shù)）時混凝土已完成的收縮應變?yōu)椋浩渲蠱i 為各種修正系數(shù)，各修正系數(shù)的取值和對應的影響因素見下表：表8.3.1 計算混凝土收縮的修正系數(shù)影響因素實際情況修正系數(shù)取值水泥品種普通水泥M11.0水泥細度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)護時間14天M60.93使用環(huán)境濕度40%M71.10構件水力半徑倒數(shù)各層按300mm等效樓板厚度計算r =0.067cm-1M80.7操作方法機械振搗M91.0模量比

6、5;配筋率Es As /(EC AC )假設梁板平均截面配筋率1.7%，Es As /(EC AC )=0.11M100.74時間無限長即整個齡期混凝土的收縮徐變應變?yōu)檫@樣，任意時間t（天數(shù)）時混凝土剩余未完成的收縮應變?yōu)椋夯炷潦湛s的應變量可等同于混凝土在一定負溫差下產生的收縮應變量，混凝土溫差應變?yōu)?，其中為混凝土線膨脹系數(shù)， =1×10-5/因此混凝土剩余未完成的收縮應變當量負溫差為 。（1）假設結構后澆帶在施工2個月后澆注，則結構剩余未完成的收縮應變當量負溫差為；（1）假設結構后澆帶在施工6個月后澆注，則結構剩余未完成的收縮應變當量負溫差為；計算時的總溫差為季節(jié)溫差與收縮當量溫

7、差相疊加，如果結構后澆帶在施工6個月后封閉，則降溫溫差為24+5.4=29.4；升溫溫差18-5.4=12.6。四、計算操作采用PMSAP軟件對整體模型進行溫差和收縮效應分析，樓板采用彈性膜模擬，分層對整個平面內的節(jié)點施加相應的溫差作用進行計算。樓板應力不考慮梁及其翼緣對其的分擔作用 【1）為考慮砼的徐變應力松弛，砼構件的溫度內力可以乘以折減系數(shù)0.3，鋼構件不折減；2）溫度效應的組合貢獻：可以取組合值系數(shù)0.7乘以分項系數(shù)1.2=0.84；3）為考慮砼構件裂縫引起的剛度退化，砼構件的剛度（即混凝土彈性模量）可以乘以折減系數(shù)0.85，鋼構件不折減。】從計算結果中可以讀出樓板最大主拉應力值MPa（局部應力引起的裂縫對整個結構的影響不大，可不考慮），也可讀出相應樓板溫度配筋面積。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），三級鋼（fyk=400MPa），樓板厚度1