温度应力分析

linxiaoyun 2024.5.5 21:08 207 0
结构设计 结构计算 钢筋混凝土结构

1.确定后浇带封闭时间

《高规》的3.4.13条文说明:一般在45d后收缩大约可以完成60%

3.4.13 提高配筋率可以减小温度和收缩裂缝的宽度,并使其分布较均匀,避免出现明显的集中裂缝;在普通外墙设置外保温层是减少主体结构受温度变化影响的有效措施。
施工后浇带的作用在于减少混凝土的收缩应力,并不直接减少使用阶段的温度应力。所以通过后浇带的板、墙钢筋宜断开搭接,以便两部分的混凝土各自自由收缩;梁主筋断开问题较多可不断开。后浇带应从受力影响小的部位通过(如梁、板1/3跨度处,连梁跨中等部位),不必在同一截面上,可曲折而行,只要将建筑物分开为两段即可。混凝土收缩需要相当长时间才能完成,一般在45d后收缩大约可以完成60%,能更有效地限制收缩裂缝。

根据《工程结构裂缝控制》 混凝土收缩应变的形成和发展与混凝土龄期密切相关,任意时间的混凝土收缩应变为\(\varepsilon(t)=\varepsilon(\infty)\cdot(1-e^{-bt})\),b为经验系数一般取 0.01;养护较差时取0.03。当b=0.01时,代入45d,收缩为36%,代入90d,收缩为60%。当参数b=0.02时,其结果可与高规条文说明一致。

2. 混凝土收缩当量温差

《荷规》9.1.3条文说明:整体浇筑钢筋混凝土相当于降温15℃。

9.1.3 温度作用属于可变的间接作用,考虑到结构可靠指标及设计表达式的统一,其荷载分项系数取值与其他可变荷载相同取 1.4。该值与美国混凝土设计规范 ACI318 的取值相当。作为结构可变荷载之一,温度作用应根据结构施工和使用期间可能同时出现的情况考虑其与其他可变荷载的组合。规范规定的组合值系数、频遇值系数及准永久值系数主要依据设计经验及参考欧洲规范确定
混凝土结构在进行温度作用效应分析时,可考虑混凝土开裂等因素引起的结构刚度的降低。混凝土材料的徐变和收缩效应,可根据经验将其等效为温度作用。具体方法可参考有关资料和文献。如在行业标准《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008中规定,初估混凝土干缩变形时可将其影响折算为(10~15)℃的温降。在《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005中规定混凝土收缩的影响可按降低温度的方法来计算,对整体浇筑的混凝土和钢筋混凝土结构分别相当于降低温度20℃和15℃

 根据《工程结构裂缝控制》,先确定某种标准状态下混凝土的最大收缩量,任何其它状态下的最大收缩量用不同参数加以修正。

某状态混凝土的最大收缩应变\(\varepsilon(\infty)=\varepsilon_0\ (\infty)\cdot M_1\cdot M_2\cdot\cdot\cdot M_n\)其中,\(\varepsilon(\infty)\)为标准状态混凝土的最大收缩应变,对于任何标号的混凝土均为固定值\(\varepsilon_0(\infty)=3.24\times10^{-4}\)

根据10个参数进行调整,\(M_1\cdot M_2\cdot\cdot\cdot M_{10}=0.61\)\(\varepsilon_T=\alpha\triangle T\)\(\alpha=1\times10^{-5}/^\circ C\),当量温差为32.4*0.61=19.7℃。

影响因素

实际情况

修正系数

取值

水泥品种

普通水泥

M1

1.0

水泥细度

3000

M2

1.0

骨料

花岗岩

M3

1.0

水灰比

0.45

M4

1.1

水泥浆量

27%

M5

1.3

初期养护时间

14

M6

0.93

使用环境湿度

60%

M7

0.88

构件水力半径倒数

等效计算r=0.05

M8

0.65

操作方法

机械振捣

M9

1.0

模量比X配筋率

EsAs/EcAc

设梁板平均截面配筋率1.3%,

EsAs/EcAc=0.08

M10

0.8

3.综上,按规范经验数值与按王铁梦著作《工程结构裂缝控制》一书计算公式,分别确定温度作用时,需要选取合适参数,避免出现较大偏差。一般的,公式计算结果偏保守。

Last Modified·2024年5月5日 21:40

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