混凝土的温度效应理论.pdfVIP

§6.2 混凝土的温度效应理论 20世纪年50代初期，德国学者从混凝土桥墩裂缝的现场 调查分析中，认识到温度应力对混凝土结构的重要性。 我国铁道部大桥局曾在20世纪50年代末对实体混凝土桥 墩的温差应力作了调研工作。 在温度应力研究的起步阶段，国内外都以年温变化产生 的均匀温度分布为依据。 §6.2 混凝土的温度效应理论 随着试验及理论研究的进展，开始认识到温度分布的非 线性问题。 直到20世纪60年代初，英国D.A.Stephenson的研究成 果，才使对温度应力的研究从考虑一般的气温作用，进 入到考虑日照作用的新阶段。 §6.2 混凝土的温度效应理论 从20世纪60年代以来，国内外都发现由于温度应力而 导致混凝土桥梁严重裂损的事故。 Fritz Leonhardt 曾提到：  在箱型桥梁和肋板桥梁的顶面与下缘之间的温差可 达到27~33℃；  预应力混凝土箱型桥梁大都因温差应力而损害； §6.2 混凝土的温度效应理论  在不考虑温差应力的设计中，不能轻信在计算荷载 下结构无拉应力就不会出现拉应力。 随着空心高桥墩、大跨度预应力混凝土箱梁桥等一些 混凝土结构的发展，温度应力对混凝土结构的影响和 危害，已越来越引起工程界的重视。 §6.2.1 温度分布与温度荷载 6.2.1.1 温度分布与温度荷载的特点 混凝土桥梁竣工后，某一时刻结构内部与表面各点的 温度状态即为温度分布。 由于混凝土的导热系数较小，在外表温度急变的情况 下，内部温度变化存在明显的滞后现象，导致每层混 凝土所得到或扩散的热量有较大的差异，形成非线性 分布的温度状态。 §6.2.1 温度分布与温度荷载 影响混凝土温度分布的外部因素主要是大气温度变化 的作用，如太阳辐射、夜间降温、寒流、风、雨、雪 等各种气象的作用 。 影响混凝土温度分布的内部因素，则主要由混凝土的 热物理性质、构件形状等决定。 §6.2.1 温度分布与温度荷载 1、混凝土的热物理性能 混凝土的导热系数和比热等热工参数的主要影响因素是 其配合料。龄期与水灰比对热工参数影响较小。 骨料对混凝土导热系数的影响较大，一般骨料的导热系 数约为1.86~3.49 o (约为黑金属的1/27），而 W /(ms C) 轻骨料的导热系数约为1.16 o 。 W /(ms C) 骨料对混凝土比热的影响也较明显，普通骨料的比热为 o 800~1200 J /(kg C) ，约为轻骨料比热的1.6倍左右。 §6.2.1 温度分布与温度荷载 1、混凝土的热物理性能 在常温范围内混凝土的线膨胀系数一般是不变的，轻 质骨料混凝土的数值较小。 在一般工程计算中，普通骨料的混凝土、钢筋混凝土 和预应力混凝土，线膨胀系数可采用 5 o 。 1.0 10 / C §6.2.1 温度分布与温度荷载 2、温度荷载的特点 混凝土桥梁构件的温度随时在变化。就自然环境条件 变化所产生的温度荷载，一般可分为日照、骤然降温 及年温变化温度荷载三种类型。 各种温度荷载特点汇总表 特点 主要影响 时间性 作用范围 分布状态 对结构影响 复杂性 温度荷载 因素 日照温度 太阳辐射 短时急变 局部性 不均匀 局部应力大 最复杂 骤然降温 强