钢筋混凝土筏形基础温度场、温度应力分析及裂缝控制-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

摘要钢筋混凝土筏形基础是一般工业与民用建筑物基础和大型工业 摘要 钢筋混凝土筏形基础是一般工业与民用建筑物基础和大型工业 设备基础普遍采用的基础形式。施工期间混凝土的水化反应、使用阶 段环境温度的变化将在结构中形成不均匀温度场，从而产生相应的应 力和变形，把握这种非荷载效应并实施有效的控制，对于保障结构的 正常工作乃至承载安全具有重要意义。本文结合工程实例，主要对钢 筋混凝土筏形基础的不均匀温度场、温度应力进行分析研究，并讨论 了混凝土收缩、徐变和自约束的影响，主要内容如下： 1、从热传导基本原理出发进行分析，得到了一维情况下钢筋混 凝土筏形基础的导热微分方程；利用有限差分法，推导了筏形基础内 部不稳定温度场第一类边界条件和第三类边界条件的数值解；采用傅 立叶方程求解稳定和准稳定状况下的混凝土内部温度场。与工程实测 数据比较表明，有限差分法解不仅简便而且精度高。 2、对钢筋混凝土筏形基础温度应力进行了较为深入的分析，提 出了考虑弹性模量变化、徐变、地基约束和环境温度等影响的钢筋混 凝土筏形基础温度应力的计算方法。 3、根据收缩应变和自约束应变计算公式，推导了收缩应力、自 约束应力等非荷载应力计算公式，并引入当量温度的概念，将公式简 化为收缩应力和自约束应力的当量温度应力计算公式。该简化方法简 便适用，且精度较高。 4、为便于设计人员进行温控设计，编制了早龄期、长龄期以及 正常工作(含急冷急热情况)的钢筋混凝土筏形基础温度应力设计流 程。并在对温度应力、收缩应力和自约束应力进行单独定量计算之后， 得到综合温度应力计算流程。在此基础上，探讨了钢筋混凝土筏形基 础裂缝控制方法。 关键词有限差分法，温度应力，早龄期，长龄期 ABSTRACTReinforced ABSTRACT Reinforced concrete raft foundation is a widely used foundation form by industrial and civilian buildings，and large industrial equipments。 During the construction period，concrete’S hydrate reactions and environmental temperature changes cause the formation of uneven temperature field，for which stress and deformation are formed correspondingly．According practical engineering，taking effective control of such non-loaded deformation has great significance for ensuring its proper work and its carrying safety． This article mainly analysis the uneven temperature field，temperature stress，with the influences of concrete shrinkage，creep and self-constraint． Main contents are as followed： 1．From the basic principle of heat conduction，thermal conduction differential equation of reinforced concrete raft foundation is gained； Using the finite difference method，deduced the numerical solution of uneven temperature field under the first and the third boundary conditions； For temperature field under steady or quasi—steady conditions，using Fourier equation could get the solution．Compared to measured data, finite difference method is convenient and highly accurate． 2．Through further analysis，it is found that calculation method of temperature stress sh