材料力学理论与钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制.docx

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1、材料力学理论与钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制 摘 要：本文主要结合材料力学的分析温度应力对钢筋混凝土结构设计影响进行分析，进而重点探讨探讨了温度应力在钢筋混凝土结构设计中的取值与组合，在此基础上，提出了钢筋混凝土结构设计中关于温度应力的几点限制措施，希望能够对我国建筑行业的发展有所帮助。 关键词：钢筋混凝土；结构设计；温度应力；限制措施 作者简介：梅中豪，男，湖北武汉，江汉高校文理学院，机电与建筑工程学部，机械设计制造及其自动化本科生。 引言：近年来，随着我国经济的发展，我国建筑工程规模起先加大，建筑工程速度也起先变得迅猛，人们对建筑物功能要求也起先日益增高。对于建筑行业来说，建筑结构设计

2、是一项困难系统的工作，建筑结构设计还关系到建筑工程质量的好坏，锁好建筑工程的建筑结构设计是建筑行业发展的重要工作。 1温度应力及其影响 1.1温度应力。目前，我国的建筑基本还是以钢筋混凝土结构为主，这种建筑在温度改变的影响下，建筑的内部简单产生温度场，从而使得钢筋混凝土结构表面以及内部由于温度的改变以及温度的不同简单发生变形，且由于钢筋混凝土结构的变形受到刚度较大的构件的影响和约束时，将会产生温度应力。当钢筋混凝土结构的温度应力到达肯定程度时，建筑结构内部的微观裂痕将会在宏观表现。 1.2温度应力对建筑物的影响。在建筑结构中，温度应力的影响主要在以下的两个方面：一是建筑物长度方向，在建筑长度方

3、向上，当建筑物的长度越大，建筑物的梁、楼板等连续性的建筑构件越简单受到温度改变及混凝土的收缩影响，使得建筑物的长度变更越大，造成了建筑物的裂缝。不仅如此，当建筑物的中梁、楼板等等连续性的建筑构件纵向长度改变同时受到柱、墙等等竖向构件的约束影响时，钢筋混凝土的结构中也将会产生拉应力或者压应力；二是建筑物高度方向，在建筑物的高度方向上，由于建筑物的底部收缩以及温度的变形会受到基础的约束，且在顶部受日光照耀明显，温度改变猛烈，这使得多高层形的钢筋混凝土结构的建筑物底部和顶层产生的裂缝尤为明显。 2温度应力的取值与组合 在钢筋混凝土结构中，温度应力的限制应当建立在力学的科学分析基础上，下面就从温度应力

4、的计算以及温差的取值两方面对温度应力进行科学的分析： 2.1温度应力的计算。由上文可知，钢筋混凝土建筑结构中的温度应力是指该种建筑结构受温度影响，产生变形时受到约束产生的一种应力，下面就以钢筋混凝土中最典型的杆系结构温度应力为例进行分析，在杆系结构中温度应力可以按下式计算 ： 其中：T指的是温度应力；Ee指的混凝土的弹性模量；指的是热膨胀系数，取值范围为1015x104/；T指的是温差，包括建筑物的日照温差、季节温差以及内外温差。 2.2温差的取值。在对钢筋混凝土结构中温度应力限制分析时，温差的取值干脆关系到温度应力的计算，下面就对日照温差、季节温差和骤降温差取值方法进行阐述：一是日照温差 T

5、r。钢筋混凝土结构建筑日照温差指的是太阳辐射建筑物正晒表面温度峰值之差。日照温差的大小与建筑物所处地域、建筑物的外墙材料以及建筑物的表面颜色和粗造程度有关，因此，日照温差在取值时应当考虑上述因素，以及依据地区气象资料进行综合分析确定。二是季节温差 Ty。钢筋混凝土结构建筑的季节温差指的是建筑工程施工期间浇筑混凝土时的温度与建筑结构所运用温度的差值。季节温差的取值可以按下面公式进行计算： 其中：Tmax，Tmin分别指的是建筑物在施工期间，地区气温最高月和最低月的平均温度；T0指的是混凝土结构建筑物在浇筑施工时温度。三是聚降温差 Tx。在钢筋混凝土建筑中，聚降温差主要指的是日照降温温差或寒流降温

6、温差在混凝土结构截面上的温度分布，其取值可以按下面公式进行计算： 其中，Tx为建筑结构构件的内外表面的温差值，a指的是温度分布曲线指数；x指的是计算点距建筑结构外表的距离 。 3钢筋混凝土结构设计中温度应力的限制措施 由前文的分析，可知温度应力对钢筋混凝土结构的影响以及温度应力的取值计算方式，因此，为了减小温度应力对钢筋混凝土建筑结构的影响，建筑结构设计人员可以从预防的角度以及温度应力的根本这两个方面进行限制，下面就对此进行具体的分析探讨： 3.1设置伸缩缝。我国现行混凝土设计规范中建筑物的伸缩缝间距进行了明确规定，同时也明确的说明当建筑物的长度达到限定值时，该建筑必需设置伸缩缝。伸缩缝基本是

7、以双墙或双柱的形式进行构造，将建筑结构断开处理，从而将建筑结构分成了独立的温度区段，在温度区段内填充沥青麻丝等等弹性模量较大的物质，使得在外界温度改变时建筑结构的构件能够进行自由伸缩。但应当留意的是钢筋混凝土结构中的伸缩缝的设置会造成建筑材料消耗量剧增、建筑结构的结构节点构造困难，给建筑工程的施工带来困难。 3.2后浇带。在钢筋混凝土结构设计中，伸缩缝的设置虽然能够解决因温度应力及混凝土结构收缩而产生裂缝问题，但是由于设置伸缩缝给建筑的施工带来一些难题，因此，可以在较长的建筑物上间隔肯定长度设置后浇带，这同样能够消退钢筋混凝土建筑物因混凝土收缩及温度应力带来的负面影响。在后浇带构造上，建筑施工

8、部门应当依据混凝土的浇筑时间进行相关计算后确定后浇带的详细构件，后浇带的构造应当考虑梁两侧的小膨胀砼，同时要把握好后浇带内混凝土强度，解决建筑物存在不匀称沉降状况。 3.3施加预应力。对于钢筋混凝土结构中温度应力的限制，根本上来看，可以通过在混凝土楼盖中添加无粘结的预应力筋，从而使得能够平衡或反抗钢筋混凝土结构中的混凝土收缩应力以及温度应力，从根本上消退温度应力带来的影响，也即是施加预应力。 在施加预应力的过程中，最重要的莫过于预应力筋的配置，预应力筋的配置可以以下三个步骤进行：首先计算温度应力，如本文其次部分所述；其次那就是预应力筋理论力学分析图所述，依据建筑结构，计算出张拉预应力筋产生的混

9、凝土最小平均预压应力；最终对预应力筋进行平面布置。值得留意的是最小平均预压应力不大于0.7blPa，且预应力筋的无粘结筋的间距不大于1.8m。 3.4保温隔热。对于钢筋混凝土结构的收缩温度应力的限制，其根本除施加预应力之外，保温隔热的设置也是较为重要的一种方法。保温隔热的主要措施由以下几点：一是在房屋建筑温度改变猛烈添加保温隔热材料；二是在房屋建筑的屋面上构造架空隔热层；三是在外墙上采纳保温隔热材料。通过这些措施从而减小房屋建筑由于温度改变引起的温度应力，消退温度应力对建筑带来的影响。 结束语： 总而言之，对于钢筋混凝土结构设计来说，温度应力的限制是一个不行避开的问题，因此建筑施工部门应当做好

10、建筑温度应力的计算，科学的分析温度应力对结构构件的影响，从实际动身去总结分析限制温度应力措施，为社会建立质量牢靠地工程。 【参考文献】 1王荣芳，刘祖华. 混凝土楼板及地砖组合体温度效应分析J. 山西建筑，2022，33：10-11. 2叶国认. 超长混凝土结构温度应力探讨与应用J. 广东建材，2022：51-52. 3彭波，蔡宏儒，刘成清. 超长结构温度应力分析方法与限制措施J.江苏建筑，2022：78-79. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页