结构温度及收缩作用取法合理性的分析
混凝土结构温度效应分析的原理和方法
混凝土结构温度效应分析的原理和方法一、引言混凝土结构是一种常用的建筑材料,随着建筑设计的不断发展,混凝土结构在建筑中的应用越来越广泛。
然而,混凝土结构在使用过程中会受到外界环境的影响,其中温度效应是一个重要的影响因素。
因此,混凝土结构温度效应的分析是非常必要的。
二、混凝土结构温度效应的原理1.混凝土结构的热膨胀混凝土结构在受到温度变化时,会发生热膨胀。
这是因为混凝土的线膨胀系数很大,当温度升高时,混凝土体积会随之增大。
相反,当温度下降时,混凝土体积会随之缩小。
如果混凝土结构的尺寸不变,那么在温度变化的情况下,混凝土内部会产生应力,这对混凝土结构的安全性造成了威胁。
2.混凝土结构的温度变形混凝土结构在受到温度变化时,会产生温度变形。
这是因为混凝土的热传导系数很低,当混凝土结构的一部分受到温度变化时,它会发生热膨胀或收缩,但是由于整个结构都是连续的,所以受到影响的部分会对其他部分产生影响,从而导致整个结构产生变形。
3.混凝土结构的温度应力混凝土结构在受到温度变化时,会产生温度应力。
这是因为混凝土的热膨胀系数和弹性模量都是与温度有关的,当混凝土结构的一部分受到温度变化时,它会产生应力,从而对整个结构产生影响。
这种应力称为温度应力。
三、混凝土结构温度效应的分析方法1.有限元法有限元法是一种数值分析方法,可以用来分析混凝土结构的温度效应。
这种方法可以将混凝土结构分成许多小的单元,每个单元都有自己的温度和应力。
然后根据有限元法的原理,将这些单元组合起来,形成整个结构的温度和应力分布。
有限元法可以用来分析不同形状和尺寸的混凝土结构,在分析过程中,可以考虑不同的温度变化情况,并计算出结构的温度变形和应力。
2.解析法解析法是一种基于数学分析的方法,可以用来分析混凝土结构的温度效应。
这种方法可以通过对混凝土材料的性质和结构的几何形状进行分析,得出混凝土结构在受到温度变化时产生的温度变形和应力分布。
解析法可以用来分析简单形状和尺寸的混凝土结构,并且计算结果比较准确。
混凝土的收缩性能及检测方法
混凝土的收缩性能及检测方法一、前言混凝土是建筑工程中使用最广泛的材料之一,其中收缩性能是混凝土性能的一个重要方面。
混凝土的收缩性能指的是混凝土在固化过程中由于物理和化学变化所引起的体积变化。
收缩性能对混凝土的强度、耐久性等性能有着重要的影响。
因此,对混凝土的收缩性能进行检测和评估是非常重要的。
本文将从混凝土收缩性能的基本概念、收缩性能的种类、影响因素、检测方法等方面进行详细介绍和分析。
二、混凝土收缩性能的基本概念混凝土的收缩性能是指混凝土在固化过程中由于物理和化学变化所引起的体积变化。
混凝土的收缩性能可以分为干缩和水泥基材料的自然收缩两种类型。
1. 干缩干缩是指混凝土在干燥过程中由于失去水分而产生的收缩。
干缩是混凝土中最常见的一种收缩类型,它的程度与混凝土中水分含量、水泥种类、矿物掺合料、骨料类型和含量、温度、相对湿度等因素有关。
2. 水泥基材料的自然收缩水泥基材料的自然收缩是指混凝土在硬化过程中由于水泥水化反应而产生的收缩。
这种收缩是混凝土中较为常见的一种类型。
水泥基材料的自然收缩的程度与水泥种类、水泥掺量、矿物掺合料、水泥中氧化钙含量等因素有关。
三、混凝土收缩性能的影响因素混凝土的收缩性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面。
1. 混凝土中水分含量混凝土中水分含量是影响混凝土收缩性能的一个重要因素。
水分含量越高,混凝土干缩程度越大。
因此,在混凝土施工时应尽量控制混凝土的水灰比,以减少混凝土干缩程度。
2. 混凝土中水泥种类不同种类的水泥对混凝土的干缩和水泥基材料的自然收缩的影响不同。
例如,硫铝酸盐水泥的干缩程度较小,而高炉水泥的干缩程度较大。
3. 混凝土中矿物掺合料矿物掺合料的加入可以减少混凝土的干缩和水泥基材料的自然收缩程度。
这是因为矿物掺合料可以填充混凝土中的微孔,减少混凝土中水分的挥发,从而减小干缩程度。
4. 混凝土中骨料类型和含量不同类型和含量的骨料对混凝土的收缩性能有重要影响。
例如,使用较大的粗骨料可以减少混凝土的干缩程度,因为较大的粗骨料可以减少混凝土中的水泥糊层,从而减少干缩程度。
混凝土结构收缩和温度应力分析及应对措施
Ke r s c n rt ;s r k g oc ;tmp r tr t s ;c u tr a u e y wo d : o cee h i a e fre e e aue s e s o n eme s r n r
1 混凝 土的 收 缩
2 内外温差 : ) 指建筑在使用期 间, 由于室 内、 外气温不 同, 在构件 内、 外表 面所产生的温差。 3 )日照温差 : 指房屋在使用期 间, 向阳面与背 阴面之间
响。
混凝 土收缩值 为大 ,再加之水化热使 内部 混凝 土的温度 比
表面高 , 因此 , 如果把 内部混凝 土看作是相对不变形的 , 它 就将对试 图缩小体积 的表层混凝土形成约束 ,从而在表层 混凝土中引起强制拉应力 。 如果内外变形 差较大 , 也会造成 混凝土的表 面开裂 。 在 配有 钢筋的混凝土构件 中 ,由于钢筋具有和混凝土 几乎相同的温度膨胀系数 ,因此单纯 由于温度变化不会在 两者之 间造成强制应力。 但钢筋 没有收缩性质 , 因此它将对 混凝土的收缩产生阻碍作用 , 从而使混凝土受强制拉应力 , 截 面的配筋率越大 , 这种强制拉应力就越大 , 当截面 中配筋 过 多时 , 甚至会使混凝土受拉开裂。 3 应对措施 为 了清除混凝土收缩和温 度应力对结构造成 的不 良影
2 混凝土的温度应力 混凝土结构和其它材料一样 , 当环境温度产生变化 时 ,
混 凝 土 的体 积 也 具 有 热 胀 冷 缩 的 性 质 ,混 凝 土 的 温 度 膨 胀
系数一般为 10 0 /C, . ×1 —5 q 结构在温度作用下 , 产生的变 形量见下式 :
△L : C△ t t L
【 关键词 】 混凝土; 收缩应力; 温度应力; 应对措施
框架结构在季节温差及混凝土收缩作用下的内力分析
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UU 03
Ut j J u
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性 模 量 为 抗 压 弹 性 模 量 E 3×1 / = 0 ̄ m ,泊 松 比 N 取值 为 02 .,混 凝 土热膨 胀 系数取 00 0 1 . 0 。在分 0 析 时将 计算 温 度应 力结 果乘 以 03系数 ;而 对于 . 位移来 说 ,由于 年温 温度 变化缓 慢 ,混凝 土结 构 中的应 力 、应 变 十分缓 慢 ,各种 应 变能够 充分 发 生 ,能 产生较 大 的应变 ,因此将 弹性 计算 的结 果
AT’ e ta - 32 =一 y) = (/ . 4×1 _×f 一e n ×10/ × 0 4 1 _。 8 ) 1
图 2 框 架 结 构 基 本 计 算 模 型 有 限 元 图
作者简介 : 陈鹏 (9 2 , , 17 一)男 江苏泰州人 , 副教授
5 8
1 5o - 2 0℃ 。 0- C:- 7. /
泰 州 地 区某 教学 楼 ,5层框 架 结 构 ,纵 向柱
距均为 4 m,计 1 4跨 ,总 长 5 m,横 向为 3跨 , 6 两 边 跨 跨 度 72 .m,中 间跨 跨 度 36 . m,柱 截 面 尺 寸 为 5 0 m ×5 0 m,梁 截 面 尺 寸 为 2 0 m × 0m 0m 5m 40 m 和 2 0 0m 5 mm ×6 0 m 两 种 ,层 高 底 层 为 0m
泰州职业技术学院学报
第4 期
表 1 轴 C 上 框 架 梁柱 节 点 位 移 ( 纵 单位 :ll) nn
23 综合计 算温 差 . 混凝 土结构 的综 合计 算温 差主 要 由年温 差与
温度对工程结构的影响分析
的变化当中,对工程结构本身也会造成较大的影响。尤其是工程 结构内外温度的变化,会导致结构本身产生温度应力,使得其表 面产生不同的收缩和膨胀量,而结构本身又是一个连续的整体, 不允许各部分因为温度变化而产生自由的收缩和膨胀,导致工 程结构内部各部分之间产生了一定的作用力,一旦超过了结构 本身所能承受的力量,势必导致工程结构出现变形等问题。
3.2 对混凝土结构的影响 对于钢筋混凝土结构而言,在浇筑施工结束后,随着养护 温度的增高,混凝土的强度也呈现出较快的增长趋势。温度对 钢筋混凝土结构的影响,主要在其浇筑完成后的前10天内,而 随着混凝土龄期的增长,这种影响逐渐变弱,直到28天以后, 很难在对混凝土的结构产生影响。尤其是在冬季进行混凝土浇 筑施工过程中,由于环境温度较低,混凝土保养阶段,其内部 的水一旦发生结冰,不仅会增大体积,而且每平方米还会产 生不低于2500kg的温度应力,导致混凝土出现裂缝、蜂窝等破 坏,影响其强度和抗压性能,降低混凝土结构的使用寿命[2]。
混凝土结构设计的温度与收缩控制
混凝土结构设计的温度与收缩控制混凝土是一种常用的建筑材料,其在施工过程中会受到温度和收缩的影响。
温度和收缩控制是混凝土结构设计中不可忽视的重要方面。
本文将对混凝土结构设计中温度与收缩控制的相关内容进行探讨。
一、温度控制温度变化会对混凝土结构的强度、稳定性和耐久性产生影响。
因此,合理控制混凝土结构在施工和使用过程中的温度是至关重要的。
1. 温度产生的原因混凝土在浇筑后会发生水化反应,这个过程会产生大量的热量。
此外,环境温度、太阳辐射等外部因素也会对混凝土的温度产生影响。
2. 温度控制的方法(1)合理控制混凝土浇筑的时间。
在高温天气条件下,可在早晨或傍晚等较低温度时段进行浇筑,以减少混凝土温度的升高。
(2)使用降温剂。
在大型混凝土结构的施工中,可以加入适量的降温剂来降低混凝土的温度。
(3)采用温度控制装置。
在混凝土结构的施工过程中,可以设置温度控制装置来监测和调控混凝土的温度。
二、收缩控制混凝土在固化过程中会发生收缩,这与水化反应的进行以及水分的蒸发密切相关。
过大的收缩会导致混凝土结构的开裂和变形,因此需要进行合理的收缩控制。
1. 收缩的类型混凝土的收缩主要包括干缩和水化热收缩两种类型。
(1)干缩是指混凝土在固化过程中由于水分蒸发而引起的收缩。
这种收缩的产生是由于水分的流失导致的,可以通过增加混凝土中的骨料和控制水灰比来减小干缩。
(2)水化热收缩是指混凝土在水化反应过程中由于反应热的释放而引起的收缩。
水化热收缩是不可避免的,但可以通过减缓水化反应的速度和控制混凝土的温度来减小其对结构的影响。
2. 收缩控制的方法(1)增加骨料的含量。
骨料的增加可以有效减小混凝土的干缩程度,从而减少结构的开裂风险。
(2)控制水灰比。
合理的水灰比可以保证混凝土中水分的适度流失,减小干缩的发生。
(3)使用控制收缩剂。
控制收缩剂能够减缓和调节混凝土的收缩速率,降低结构的开裂风险。
(4)增加混凝土的抗裂性能。
通过在混凝土中加入合适的纤维材料,可以提高混凝土的抗裂性能,减少开裂的可能性。
混凝土结构的温度效应分析与设计
混凝土结构的温度效应分析与设计一、引言混凝土结构是目前建筑领域中使用最为广泛的结构形式之一。
在构建混凝土结构时,温度的变化会对结构的稳定性和耐久性产生影响。
因此,在混凝土结构的设计过程中,需要对其温度效应进行分析和考虑。
本文将从混凝土结构的温度效应出发,详细介绍分析与设计的方法与步骤。
二、温度效应的分类在混凝土结构中,温度效应主要分为两类,即短期温度效应和长期温度效应。
短期温度效应是指结构在温度变化过程中的立即反应,如热应力、温度变形等。
长期温度效应是指结构在温度变化后的长时间内的反应,如徐变、收缩等。
三、短期温度效应的分析与设计1、热应力的计算热应力是由于混凝土结构的温度变化引起的应力。
热应力的大小与结构材料的热膨胀系数和材料的温度变化量有关。
热应力的计算公式如下:σ=(α×ΔT×E)/(1-ν)其中,σ为热应力,α为热膨胀系数,ΔT为温度变化量,E为弹性模量,ν为泊松比。
2、温度变形的计算温度变形是由于混凝土结构的温度变化引起的变形。
温度变形的大小与结构材料的热膨胀系数和结构的几何尺寸有关。
温度变形的计算公式如下:ΔL=α×L×ΔT其中,ΔL为温度变形,α为热膨胀系数,L为结构的长度,ΔT为温度变化量。
3、温度荷载的计算温度荷载是由于混凝土结构的温度变化引起的荷载。
温度荷载的大小与结构的几何尺寸和热膨胀系数有关。
温度荷载的计算公式如下:F=α×ΔT×A×ρ×g其中,F为温度荷载,α为热膨胀系数,ΔT为温度变化量,A为结构的面积,ρ为混凝土的密度,g为重力加速度。
四、长期温度效应的分析与设计1、徐变的计算徐变是由于混凝土结构在长时间内受到温度变化引起的变形。
徐变的大小与结构材料的松弛系数和结构的几何尺寸有关。
徐变的计算公式如下:Δε=εs×(t1-t0)其中,Δε为徐变量,εs为松弛系数,t1为当前时间,t0为开始时间。
温度对工程结构的影响分析
温度对工程结构的影响分析【摘要】本文围绕温度对工程结构的影响展开分析,首先介绍了热胀冷缩效应对工程结构的影响,接着探讨了温度变化引起的材料性能变化、温度对结构稳定性的影响以及其对建筑物使用寿命和材料疲劳寿命的影响。
综合分析温度对工程结构的综合影响后,强调了温度在工程设计中的重要性,指出控制温度可以提高工程结构的稳定性和延长使用寿命。
工程师在设计和施工过程中应充分考虑温度因素,采取相应的措施来减小温度变化对工程结构造成的影响,以确保工程结构的安全稳定和长期可靠运行。
【关键词】温度、工程结构、热胀冷缩效应、材料性能、结构稳定性、建筑物使用寿命、材料疲劳寿命、综合分析、温度控制、工程设计。
1. 引言1.1 温度对工程结构的影响分析温度是工程结构中一个非常重要的因素,对结构的影响十分显著。
温度的变化会导致热胀冷缩效应,使得结构产生变形和应力,进而影响结构的稳定性和安全性。
温度的变化也会引起材料性能的变化,如弹性模量和抗拉强度等。
这些变化会影响结构的受力性能和耐久性,从而影响工程结构的使用寿命和安全性。
除了以上影响,温度还会对结构的稳定性和疲劳寿命产生影响。
在高温下,结构可能出现膨胀和融化的现象,降低结构的稳定性;而在低温下,材料容易变脆,易发生裂纹和断裂。
适当控制温度是工程设计中非常重要的一环,可以有效提高结构的安全性和使用寿命。
温度对工程结构有着重要的影响,需要在设计和施工过程中进行合理控制和考虑。
只有充分认识和理解温度对结构的影响,才能有效保障工程结构的安全性和稳定性。
是工程设计中的重要内容,需引起工程师和设计人员的高度重视。
2. 正文2.1 热胀冷缩效应对工程结构的影响热胀冷缩效应是指随着温度的升高或降低,材料会发生体积的变化。
在工程结构中,这种变化会产生一系列影响。
热胀冷缩效应会导致工程结构的变形。
当结构受到温度变化的影响时,由于材料的体积发生变化,结构可能会产生膨胀或收缩现象。
这种变形可能会导致结构出现裂缝或变形,进而影响其整体的稳定性。
混凝土结构温度应力分析与控制技术研究
混凝土结构温度应力分析与控制技术研究一、前言混凝土结构在使用过程中,由于温度变化等原因会产生应力,严重时会导致裂缝甚至破坏。
因此,对混凝土结构的温度应力进行分析和控制,对保证混凝土结构的安全可靠运行具有重要意义。
本文主要研究混凝土结构温度应力的分析方法和控制技术,以期为混凝土结构的设计和使用提供有益的参考。
二、温度应力的产生原因混凝土结构在使用过程中,由于外界环境的温度变化以及内部混凝土的热胀冷缩等原因,会产生温度应力。
具体来说,温度应力的产生原因主要有以下几点:1. 混凝土热胀冷缩:混凝土在不同温度下的热胀冷缩系数不同,当温度发生变化时,混凝土结构会因为体积的改变而产生应力。
2. 环境温度变化:混凝土结构所处的环境温度的变化也会引起混凝土结构的热胀冷缩,并产生相应的应力。
3. 建筑内部温度变化:建筑内部的温度变化也会对混凝土结构产生影响,例如空调的开启和关闭等变化。
4. 直接阳光照射:直接阳光照射会使得混凝土表面温度升高,产生热胀冷缩,从而产生应力。
5. 水泥混合料的温度:水泥混合料的温度也会对混凝土结构的温度应力产生影响。
三、温度应力的分析方法混凝土结构的温度应力分析是保证混凝土结构安全可靠运行的前提条件。
温度应力的分析方法主要包括以下几个方面:1. 基于材料力学原理的分析方法:该方法主要是根据混凝土材料的特性,通过数学模型计算出混凝土在不同温度下的应力分布情况。
2. 基于有限元分析的方法:该方法是通过将混凝土结构分成多个小单元,然后使用有限元分析软件模拟混凝土在不同温度下的应力分布情况。
3. 基于经验公式的方法:该方法主要是根据混凝土结构的具体情况,结合经验公式计算出温度应力。
4. 基于试验数据的方法:该方法是通过在实际混凝土结构中进行温度应力试验,获得试验数据,然后根据试验数据进行分析计算。
四、控制温度应力的技术措施为了保证混凝土结构的安全可靠运行,需要采取一些控制温度应力的技术措施。
常见的措施包括以下几个方面:1. 控制混凝土的温度:对于新建的混凝土结构,在施工过程中需要控制混凝土的温度,避免混凝土过早干燥或过早硬化,从而使得混凝土在使用过程中产生不必要的应力。
混凝土温度应力与收缩性能研究
混凝土温度应力与收缩性能研究一、研究背景混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,其力学性能和耐久性对于工程质量和使用寿命具有至关重要的作用。
然而,在混凝土的使用过程中,温度变化和湿度影响等因素都会对其产生影响,从而引起混凝土的收缩和应力等问题。
因此,混凝土的温度应力和收缩性能研究具有重要的理论和实际意义。
二、混凝土温度应力的产生机理混凝土的温度应力主要是由于混凝土内部产生的温度差异引起的。
混凝土的温度应力可以分为瞬时温度应力和长期温度应力两种。
其中,瞬时温度应力是指混凝土在温度变化瞬间所产生的应力,而长期温度应力则是指混凝土在长时间内由于温度变化而产生的应力。
混凝土的温度应力产生的机理可以通过热力学模型来研究。
一般来说,混凝土的温度应力主要受到以下几个因素的影响:混凝土的热膨胀系数、混凝土的温度差异、混凝土的弹性模量以及混凝土的体积收缩等。
三、混凝土收缩性能的研究混凝土的收缩性能主要是指混凝土在硬化过程中所产生的收缩变形。
混凝土的收缩变形可以分为干缩和水化收缩两种类型。
其中,干缩是指混凝土在干燥环境中由于水分蒸发而产生的收缩变形,而水化收缩则是指混凝土在水化反应过程中由于水化产物体积变化而产生的收缩变形。
混凝土的收缩性能主要受到以下几个因素的影响:水胶比、气泡率、骨料种类和粒径、混凝土的龄期以及环境温度和湿度等。
因此,合理地控制这些因素对于提高混凝土的收缩性能具有重要的作用。
四、混凝土温度应力和收缩性能的综合研究混凝土的温度应力和收缩性能之间存在着密切的联系。
一方面,混凝土的收缩变形会导致混凝土内部应力的变化,从而进一步影响混凝土的温度应力。
另一方面,混凝土的温度应力也会影响混凝土的收缩性能。
因此,混凝土的温度应力和收缩性能的综合研究对于深入了解混凝土力学性能具有重要的意义。
在混凝土的温度应力和收缩性能的综合研究中,可以通过实验方法来进行研究。
一般来说,通过在混凝土试件上设置应变计和温度计,可以获得混凝土内部温度和应力的变化情况,从而进一步研究混凝土的温度应力和收缩性能之间的关系。
木材的热膨胀与收缩特性
木材的热膨胀与收缩特性木材作为一种常见的建筑材料,具有独特的热膨胀与收缩特性。
这一特性对于木材的使用和维护都有着重要的影响。
本文将探讨木材的热膨胀与收缩原理、影响因素以及对应的解决方法。
1. 热膨胀与收缩原理通常情况下,随着温度的升高,物体的体积会发生扩大,而温度降低则会导致物体体积收缩。
这一现象被称为热膨胀与收缩。
而木材作为一种有机材料,其热膨胀与收缩特性是由其结构决定的。
木材的结构特点是纤维素、半纤维素和木质素等有机物质构成的复杂网状结构。
在温度升高的作用下,这些有机物质之间的键结构会发生断裂或变形,导致木材体积的扩大。
相反,温度降低时,这些键结构重新形成,木材体积相应收缩。
2. 影响因素木材的热膨胀与收缩特性受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:(1) 温度变化:温度是影响木材热膨胀与收缩的主要因素。
一般来说,温度变化范围越大,木材的热膨胀与收缩程度也越大。
(2) 湿度变化:与温度类似,湿度是影响木材热膨胀与收缩的重要因素。
木材吸湿后,纤维素等有机物质会因为水分的作用而膨胀,导致木材体积增大。
相反,木材失去水分时,体积会收缩。
(3) 木材的种类:不同种类的木材具有不同的热膨胀与收缩特性。
一般来说,硬质木材的热膨胀与收缩程度较小,而软质木材则较大。
(4) 切面方向:木材的切面方向也会对其热膨胀与收缩特性产生影响。
沿着纹理方向切割的木材,其收缩程度相对较小;而垂直于纹理方向切割的木材,则具有更明显的热膨胀与收缩特性。
3. 解决方法为了减少木材由于热膨胀与收缩带来的问题,我们需要采取一些措施:(1) 控制环境温湿度:保持室内环境的稳定温湿度,可以有效减小木材热膨胀和收缩的程度。
可以通过设置空调或加湿器来控制温湿度。
(2) 使用干燥处理木材:在使用木材之前,可以进行干燥处理,降低木材的含水率,以减少热膨胀和收缩的程度。
(3) 合理设计:在木材使用过程中,合理设计和安装可以减少热膨胀和收缩带来的影响。
混凝土的收缩性能及其控制原理
混凝土的收缩性能及其控制原理一、引言混凝土是一种常用的建筑材料,其收缩性能对混凝土结构的性能、耐久性和使用寿命具有重要的影响。
混凝土的收缩性能是指在干燥过程中由于水分的蒸发而导致的体积缩小现象。
这种缩小现象是由于混凝土中的水分分子从表面和孔隙中逸出而引起的。
混凝土的收缩性能可以通过控制混凝土的材料成分、配合比和养护方式来进行控制。
本文将详细介绍混凝土的收缩性能及其控制原理。
二、混凝土的收缩性能1. 混凝土的收缩分类混凝土的收缩可分为干缩、水泥基材料收缩和温度收缩三种。
其中干缩是指混凝土在干燥过程中由于水分的蒸发而导致的体积缩小现象。
水泥基材料收缩是指混凝土中的水泥基材料在硬化过程中由于自身物理化学反应引起的体积缩小现象。
温度收缩是指混凝土在温度变化过程中由于热胀冷缩而引起的体积变化现象。
2. 混凝土的干缩混凝土的干缩是指混凝土在干燥过程中由于水分的蒸发而引起的体积缩小现象。
干缩是混凝土收缩中最为常见的一种,也是最为重要的一种。
混凝土的干缩因混凝土的材料成分、配合比和养护方式不同,其干缩程度也会有所不同。
混凝土的干缩主要影响混凝土结构的性能和耐久性,如裂缝、变形、变形速度等。
3. 混凝土的水泥基材料收缩混凝土中的水泥基材料收缩是指混凝土中的水泥基材料在硬化过程中由于自身物理化学反应引起的体积缩小现象。
由于水泥基材料收缩是混凝土硬化过程中的一部分,因此其对混凝土的性能和耐久性产生的影响也是非常重要的。
4. 混凝土的温度收缩混凝土的温度收缩是指混凝土在温度变化过程中由于热胀冷缩而引起的体积变化现象。
混凝土的温度收缩主要影响混凝土结构的变形和裂缝等问题。
三、混凝土收缩的控制原理1. 材料成分的控制混凝土的干缩主要受到混凝土中的水泥、细集料、粗集料、掺合料等材料成分的影响。
因此,在混凝土设计时应根据混凝土的使用条件和要求,合理地选择材料成分,以控制混凝土的干缩。
2. 配合比的控制混凝土的配合比是指混凝土中各种材料的用量比例。
结构合拢温度
结构合拢温度通常指的是在混凝土或钢结构施工过程中,各部分连接成一个整体时的温度。
以下是一些关于结构合拢温度的关键点:
1. 混凝土结构:混凝土结构的合拢温度一般可取后浇带封闭时的月平均气温。
这是因为混凝土在固化过程中,温度会影响其收缩和膨胀的性质,从而影响结构的整体性能。
2. 钢结构:钢结构的合拢温度一般可取合拢时的日平均温度。
但是,如果在合拢时有日照影响,应考虑日照对温度的影响。
3. 初始温度:结构的初始温度可以根据结构合拢或形成约束的时间确定,通常采用建设场地的年平均气温作为基准,并根据后浇带合拢时的月均温度与年均温度的差值进行调整。
这个调整的范围一般在5℃到10℃之间。
4. 温度荷载:温度荷载对结构施工以及正常功能的发挥都有一定的影响。
桥梁结构长期暴露在大气中,温度荷载的缓慢作用效果在计算时通常以结构的平均温度作为依据。
5. 温度区间:由于统计上的不确定性和时间变化,温度作用一般都有一个区间概念。
例如,结构合拢温度是一个区间,结构使用过程中的温度也是一个区间。
结构温度作用计算需要考虑两种工况:最大正温差和最大负温差。
大体积混凝土的温度控制与收缩预测
大体积混凝土的温度控制与收缩预测引言大体积混凝土结构在施工过程中,面临着由于温度影响而引起的收缩问题。
混凝土的收缩会给结构的整体性能带来影响,因此温度控制与收缩预测对于大体积混凝土的施工至关重要。
本文将介绍大体积混凝土的温度控制与收缩预测的相关内容。
温度控制在大体积混凝土的施工过程中,控制温度是非常重要的。
温度变化会影响混凝土的收缩行为,因此需要通过以下措施对温度进行控制:1.混凝土配合比的优化:通过调整混凝土的材料比例,可以调节混凝土的散热性能,从而控制混凝土的温度。
2.环境温度控制:在施工过程中,可以采取遮阳措施或者利用水冷却等方式,控制混凝土周围的环境温度,从而减少混凝土的温度变化。
3.覆盖保温:在浇筑混凝土后,及时进行覆盖保温,防止混凝土在硬化过程中受到外界温度影响。
混凝土收缩预测混凝土的收缩是指在干燥过程中由于水分蒸发引起的体积减小。
混凝土的收缩会对结构的变形和应力产生影响,因此需要预测混凝土的收缩行为。
自由收缩自由收缩是指在没有约束的情况下,混凝土内部由于水分的蒸发和干燥引起的收缩。
自由收缩可通过以下公式进行计算:自由收缩量 = 净收缩系数 × 初始混凝土长度约束收缩约束收缩是指在结构约束的情况下,混凝土内部由于水分蒸发引起的收缩。
约束收缩需要考虑结构的限制,可以通过以下公式进行计算:约束收缩量 = 约束收缩系数 × 初始混凝土长度 × 约束系数其中,约束系数根据不同的约束条件进行确定。
总收缩总收缩是自由收缩和约束收缩的总和,可以通过以下公式进行计算:总收缩量 = 自由收缩量 + 约束收缩量大体积混凝土的温度控制与收缩预测对于施工工程的安全和质量至关重要。
通过合理的温度控制措施和准确的收缩预测方法,可以有效地控制混凝土的温度和收缩行为,从而保证结构的稳定性和耐久性。
需要注意的是,在实际施工中还应根据具体情况进行综合分析和评估,选择适当的措施和方法。
通过不断的实践和经验,可以不断提高对大体积混凝土温度控制和收缩预测的准确性和可靠性,从而提高工程质量和施工效率。
热学中物质的热膨胀和收缩机制探究
热学中物质的热膨胀和收缩机制探究热学是研究热现象和热力学规律的学科,而物质的热膨胀和收缩则是热学中的一个重要课题。
热膨胀和收缩指的是物质在温度变化下体积的变化。
这一现象在我们的日常生活中处处可见,比如煮开水时水位不断上升,冷水不断减少;在寒冷冬季,汽车轮胎气压会变得稍低。
那么,什么是物质的热膨胀和收缩的机制呢?让我们一起来探究。
首先,我们需要了解物质的内部结构。
物质是由原子或分子构成的,这些微观粒子之间通过化学键或引力相互连接,形成了一个稳定的结构。
在温度变化下,物质的微观粒子会因为热运动的影响而发生变化,导致整体体积的变化。
热膨胀指的是物质在加热时体积增大的现象。
具体来说,当物质受热后,其中的微观粒子获得更多的能量,它们的运动速度增加,振动范围扩大。
这种扩大引起了宏观上的体积增加。
我们可以通过实验观察到这一现象。
例如,在一个密闭容器中放入一些水,在加热后我们会看到水位上升,体积增加了。
这是因为水的分子在受热后运动加剧,于是整体体积也相应增大。
热膨胀的机制主要有两种,即线膨胀和体膨胀。
线膨胀是指物质在加热时只在一个方向上扩展。
这是因为物质内部微观粒子运动引起了原子或分子之间的距离增加,导致物体在该方向上的长度增加。
常见的实际应用是铁轨的铺设。
铁轨在夏季受热时会发生线膨胀,如果不加以合理控制,铁轨之间的距离可能会扩大,导致铁路安全问题。
体膨胀则是物质在加热时在三个方向上均均匀扩展。
这是因为物质内部微观粒子运动引起的距离增加是均匀的,所以物体的体积也均匀增加。
常见的体膨胀现象包括液体的膨胀和气体的热膨胀。
比如,在热水中加入冷水,我们会看到液面下降,这是因为热胀冷缩的原理。
相反,物质在受冷时会发生收缩。
冷缩的机制与热膨胀相似,只不过是因为微观粒子在温度降低时减少了运动能量,振动范围收缩,导致宏观上体积减小。
我们可以通过实验来观察到这一现象。
比如,将一些物体放入低温环境中,我们会发现它们的体积会缩小。
热膨胀和收缩具有很重要的实际应用价值。
混凝土结构在不同温度下的力学性能研究
混凝土结构在不同温度下的力学性能研究一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料,具有优异的力学性能和耐久性,但混凝土结构在不同的温度条件下,其力学性能会发生变化。
因此,了解混凝土在不同温度下的力学性能,对于混凝土结构的设计和维护具有重要的意义。
二、混凝土在高温下的力学性能1.高温下混凝土的强度降低在高温下,混凝土的强度会发生明显的降低。
这是由于高温会导致混凝土中的水分蒸发,水泥胶体及骨料中的水分也会蒸发,导致混凝土的孔隙率增加,从而降低混凝土的强度。
2.高温下混凝土的收缩率增加高温下,混凝土中的水分蒸发,导致混凝土中的孔隙率增加,从而使混凝土的收缩率增加。
这会导致混凝土的裂缝增加,降低混凝土的耐久性。
3.高温下混凝土的变形率增加高温下,混凝土中的水分蒸发,导致混凝土中的孔隙率增加,从而使混凝土的变形率增加。
这会导致混凝土结构的变形增加,从而影响结构的稳定性。
三、混凝土在低温下的力学性能1.低温下混凝土的强度增加低温下,混凝土中的水分会凝结,导致混凝土中的孔隙率减小,从而增加混凝土的强度。
2.低温下混凝土的收缩率减小低温下,混凝土中的水分会凝结,导致混凝土中的孔隙率减小,从而减小混凝土的收缩率。
这会减少混凝土的裂缝,提高混凝土的耐久性。
3.低温下混凝土的变形率减小低温下,混凝土中的水分会凝结,导致混凝土中的孔隙率减小,从而减小混凝土的变形率。
这会减少混凝土结构的变形,从而提高结构的稳定性。
四、混凝土在不同温度下的应用1.高温下混凝土的应用高温下,混凝土的强度降低、收缩率增加和变形率增加,对于混凝土结构的使用和维护具有重要的影响。
因此,在高温环境下使用混凝土结构时,需要采取措施,如使用混凝土材料的种类、混凝土的配合比、混凝土的结构设计等,来提高混凝土的耐高温性能,确保混凝土结构的安全和稳定性。
2.低温下混凝土的应用低温下,混凝土的强度增加、收缩率减小和变形率减小,对于混凝土结构的使用和维护具有重要的影响。
浅谈混凝土的收缩与温度作用
求。
从模型的参数来分析, 安江模 型中一共有 l 个参数 , 新 5 按参数在模 型中的作 用可将参数划分为蒸散发参数 、 产汇 流参数 、 分水源参 数和汇
的措 施 。
关键词 : 混凝 土 ; 缩 作 用 ; 度作 用 收 温 中 图分 类 号 :U 2 . T 5 81 文献 标 识 码 : A
目 , 国已建和新建 房屋中 , 前 我 多数是普通钢筋混凝土结构 , 混凝土 结构在建 设和使用过程 巾, 出现不同程度不同形式的裂缝 , 这是 一个 相 当普遍 的现象 。混凝土结构的裂缝是 长期 困扰建筑工程的一个难题 , 一 直未能很好解决 。 根据国 内外 的调查 资料 , 工程实践中的结构物 的裂缝 原因 8 %以上都属于由变形变 化引起 的, 0 这是因为混凝土在凝结 固化过 程中收缩 , 产生变形 。 当温度发生变 化时, 结构本身会热胀冷缩 , 产生 也 变 形。 这两种变形受到约束 限制而不 能 自由发生时 , 将在结构构件 中产 生应力 , 应力增长到一 定数 值, 就会使构件产生裂缝 , 这些 由于约束或外
同时, 这种概化方式 也是对 系统理论处理复杂现象方法的阐述。 可以说 ,
流参数等 4 个层次 。 各个参数都具有明确的物理意义 , 通过系统 分解 、 分 层次与分 目标函数、降维等方法基本上可以实现模型参数的系统识 别。 新安 江模 型参数的设置与系统理论所倡导 的不同参 数具 有不 同的结 构 功能 的要求相符 。
框架结构温度收缩应力计算理论及其应用
框架结构温度收缩应力计算理论及其应用[摘要]本文结合国内土木工程界的一些初步研究成果和裂缝统计资料,系统地提出了钢筋砼框架结构的温度收缩应力计算理论,充实了工程结构的裂缝控制理论,并成功地将其应用于工程施工,实践证明本文提出的框架结构温度收缩应力计算理论对超长超宽框架结构伸缩缝(后浇缝)的设置及大型框架式设备基础的裂缝控制有相当的理论指导意义和实践应用价[关键词] 计算理论应用判据零变位点分跨侧移叠加法1.前言工业与民用建筑的设备基础、箱形基础、筏式底板、立墙以及地下隧道的温度收缩应力问题,可以归结为承受连续式约束的长墙及地基板的温度收缩应力问题,利用王铁梦教授的研究成果[2]可以得到解决。
但是,在工业与民用建筑结构中,我们经常遇到超长的框架结构要求梁板一次浇筑、大型框架式设备基础支承平台大梁一次浇筑等重大技术课题,由于梁板或超长、或为厚大体积,而且梁板边界约束形式为典型的点状约束,与承受连续式约束的长墙及地基板的温度收缩应力特征有着本质区别:承受连续式约束的长墙及地基板中部截面基本为中心受拉的应力状态,而承受点状约束的梁板中部截面则为典型的偏心受拉应力状态,而且梁柱水平施工缝截面为复杂的弯剪复合应力状态。
在国内对超长框架结构的温度收缩应力问题除在设计阶段作为一种工况考虑外,如何在施工阶段降低框架结构的温度收缩应力,使截面的最大拉应力(主应力)小于同龄期的砼抗拉强度,从而实现对框架结构的裂缝控制的研究资料很少、很散乱,且很不系统、很不成熟,因此框架结构的温度收缩应力计算及其裂缝控制值得我们深入研究并加以解决。
笔者结合国内土木工程界的一些研究成果和框架结构的裂缝统计资料,对框架结构的温度收缩应力计算问题作了较为系统的研究,并将其初步应用于秦山核电二期工程2#汽轮发电机基础施工,初步实践证明笔者提出的框架结构的温度收缩应力计算理论有相当的理论价值和实践应用价值。
2.温度收缩应力特点根据国内工程实践经验和有关裂缝统计调查资料,我们不难发现框架结构的温度收缩应力有以下特点:(1)结构类型为典型的工民建杆件系统,虽然也有建工大体积砼结构,如汽轮发电机基础运转层平台大梁,但也可归结为工民建杆件系统来考虑。
温度对工程结构的影响分析
温度对工程结构的影响分析温度是一个非常重要的工程参数,它对许多工程结构的性能和安全都有着重要的影响。
本文就温度对工程结构的影响分析进行探讨。
一、温度对材料性能的影响温度对材料的性能有着直接的影响,它会改变材料内部的微观结构和物理性质。
因此,当材料受到温度影响时,必须考虑下列问题:1. 热膨胀:当温度升高时,材料会膨胀,这可能导致结构变形甚至触发破坏。
另外,由于热膨胀系数不同,不同材料的拼接处也会发生应力变化。
2. 材料变性:温度升高,材料的力学性能、物理性质以及化学性质会受到影响。
如材料的硬度、强度、韧性会发生相应变化。
3. 热疲劳:温度的变化使得材料内部的应力发生变化,如果这种变化反复出现,就会导致热疲劳。
这不仅会影响材料的性能,还会在短期内引发材料的裂纹、脱落等问题。
4. 热膨胀系数:不同材料的热膨胀系数也不同,其对结构的影响也是不尽相同的。
例如:铝的热膨胀系数比钢要大,所以在温度变化条件下,铝材料的应力变化会比钢要更大。
5. 膨胀差:工程中不同材料的组合可能带来膨胀差异。
例如:混凝土和钢在温度变化时性质差异会产生不同的膨胀,它们连接的结构会发生应力变化,结构受到破坏。
1. 温度的梯度分布:当结构处于不均匀的温度条件下,就会发生温度的梯度分布,这种差异会导致结构内部的应力或热应力变化,从而导致结构的破坏。
2. 结构的伸缩:当结构经受温度变化时,由于其受热膨胀或收缩,结构的长度或尺寸也会发生变化,这时结构的几何形状会发生变化,从而影响其性能和稳定性。
1. 建筑物:由于建筑物的基础和结构很大程度上依赖于温度,因此当气温出现变化时,建筑物可能发生变形或破坏。
2. 桥梁:温度变化,桥梁可能会产生不同的应力,缩短或伸长,这可能导致桥梁的形状或基础发生变化,从而使其变得不稳定。
3. 管道和油罐:由于管道和油罐经受工业物质的介入,它们的温度可能发生剧烈变化。
这可能导致管道或油罐产生泄漏或爆炸等严重事故。
综上所述,温度是工程中一个非常重要的参数,它对材料、结构及现场场景均有着极大的影响。
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多 性, 过 度及收 作用的 和 样 通 对温 缩 分析 研究, , 讨论
了 其取值的方法。 关键词: 温度作用; 收缩作用;后浇带 中图分类号:TU31 文献标识码:A
与 设计空调温度相同(查相关规范)
无空调但考虑遮阳因素, 热月比外部低, 冷月 编 号:1009-8984(2007)04- 018- 3 0 0
温度作用工况分析及温度作用工况组合
工况 1:整体季节温差(不考虑屋面与其它构件
温差)
0
引言
热胀冷缩是建筑物的普遍特性。对于建筑结构 而言, 不同体型、 不同平面形式以及不同时间温度产 生的内力大小是不同的。从结构的形成及使用角度 可以 将建筑物所受温度作用划分为主体结构处于施 工阶段、 主体结构刚封顶、 建筑装修已完成但尚未投 人使用、 建筑物投人使用等4 个阶段, 若从温度对结 构产生的效应角度又可将温度作用区分为季节温差、 骤降温差、 照温差3 种温度荷载类型。 日 一座建筑物 从施工到投人使用, 结构所承受的温度作用在各阶段 是不同的, 相应的温度效应影响也会随之发生改变, 只有在充分分析各个阶段结构所承受的温度作用类 型、 温度变形特点后, 才能找出最不利的时段和最不 利的温度效应进行分析。下面将分析温度对建筑的 作用和温度作用类型, 提出适合工程和具备合理性的
表3
取法
产 . 、 、
工况 1 相应干各种特定条件的取法
条 件
,、 、 通
了 叮 、 、
2
、 . 矛
比较保守, 适用于完全外露结构, 在七月最高温时形成 整体, 保温隔热很差;并不考虑混凝土的热滞后, 或假 定冷月时间足够长, 结构与最冷月环境温度一致。 趋向于一般保守, 假定在七月结构形成整体, 结构的保
保撮猫她 。
对于结构的温度取法有很多种, 导致有多种取法 的 原因是由于混凝土的热工属性、 结构的 保温措施、 施工的 特性(结构不是在某一温度点突然形成) 及自 然环境等因素的 综合作用。 外部环境的温度和结构温度的取法:
表 I 外部环境温度的几种取法
热月( 一般为7 月)
极端最高温 平均最高温 平均气温
2. 2
工况2:季节温差(有空调或遮阳) 该工况下构件的温度应取结构构件中面的温度, 取法如下:
外围 构件:T二 卜 )/ (兀 +T内2
内 构件:T二 , 部 TV
冷月( 一般为 1 月) 极端最低温 平均最低温
平均气温
T*,T, 具体取法可参照工况1, , 4 所以 关于该 工
况也可以有多种取法。
高 超, , 王庆华‘ 明 , 李 “
( 1 吉林大学 建设工程学院, 130061; 2. 同济大学 预应力研究所, 200092) 长春 上海
摘 要:针对温度对结构的 作用的复杂性以及超长结 构的温度和收缩作用的取法、 温度和收缩作用工况的
表2
种 类
结构温度的几种情况 结构温 度(Ty q)
与露天相同
温度工况。
整体季节温差有以下几种不同的取法:
( 1)7 月平均最高一I 月极端最低 (2)7 月平均气温- 1 月极端最低 (3)7 月平均气温- 1月平均最低 (4)7 月平均气温- 1 月平均气温 关于工况 1 的选取, 应该根据实际情况来确定。 表3 给出了 工况1 相应于各种特定条件的取法, 及对其安全性的一般评价:
主要研究建筑结构。
高 超, 等:结构温度及收缩作用取法合理性的分
, 口
厂 1 住八 . 卜 J 目
5
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, 5 . 15
逆 侧 明
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~, ,5 1 7 山
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组合(2) :工况2 ; 组合(3) :工况3 ; 组合(4) :工况 1 + 工况3; 组合(5) :工况2 + 工况3 ;
-一
一
5. 2 1
5 . 24
3
收缩作用的计算
1
_
_
1
二
1
2
3
4
5
3. 1 收缩计算的方法 建议采用文献〔 中的计算方法, 2」 该方法中先找
图 1 某实际工程温度延梁构件分布
其它处于任何状态处的最大收缩用相应的系数加以 此图所示为不同日 期(2007. 5. 15- 5_24) 在每天 修 任 状 下的 收 正, 意 态 极限 缩为二 0 )。 , ( 17 :00 时的 各点的温度情况, 编号1- 5 分别为延梁高 标准状态是指:275 号普通水泥, 标准磨细度( 比 度从上往下的各点。 从图中可以看出, 温度延梁截面 表面 500- 3 500cm2 g) ;骨料为花岗 积2 / 岩碎石;水 的分布状态, 其分布状态与图2 的假定相符合。 灰比0. 4;水泥浆含量为20% ;混凝土振动捣实; 自 然 工况2 与工况 1对结构的主要影响有着本质的 硬化;试件截面20cm x20em;湿养护7a , 空气相对湿 不同, 对于工况2, 部构件的温差变化要比 内 工况1小 度 50% 。 很多, 这样将导致屋面的温度作用很大, 而结构的开 二 0 ) =3.24 x1 ‘ , 0( 0一 裂在屋面上比 较受关注, 且裂缝在屋面上出现也比 较 二 0 ) =丫(0 ) M M 从 …风 , (0 0. , 2 经常, 与感性认识相符, 应该重视工况2 的作用。 所以 对于素混凝土任意时间的收缩计算采用指数函 2. 3 工况3:太阳辐射及气温变化导致屋面内外表 数表达式的经验公式: 面温差( 屋面温度梯度) 二 , (t)— 任意时间的收缩, 时间) 以 t( 天为单 建筑物的日 照温度变化很复杂, 影响因素众多, 位; 其中 影响建筑物表面温度的最主要因素是太阳辐射 b— 经验 系数一般取 0. 01, 养护较差时取 和气温变化, 由于屋面受到太阳直射, 因太阳照射角 0. 03 ; 度的原因, 导致屋面温度比 其它竖向构件大很多。 关 Eo(0 y 0)— 标 状 下 极 收 准 态 的 限 缩; 于温度升高的计算方法可以参考热工计算相关规范
关于T5 取值, 取:称 =热月 均最高 h的 可以 平 气
温或平均气温, 前者偏于保守, 后者比较实际、 具有一 定的合理性。 如图1所示为某实际工程温度延梁构件的分布
情况的部分 :
收稿 日期:2007 一 一 08 03
作者简介:高超( 1 982,2 一 , ) 男(汉) , 在读 长春, 硕士
6/ 27 18 -2 0
长春工程学院学报 ( 自 然科学版) 2007 年 第8 卷 第4 期
J. Changchun Inst. Tech. ( Nat. Sci. Edi. ) 1 2007 ,Vol. 8 ,No. 4
ISSN100 9 -89 84 CN2 2 - 13 2 3 / N
结构温度及收缩作 用取法合理性的分析
温较差, 并不考虑混凝土的热 滞后, 或假定冷月时间足
够长, 结构与最冷月环境温度一致。
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内、 j 、 .
尹
1
温度作用的取法
几斗 J
比较符合实际, 结构在热月形成整体, 在冷月由于温度 滞后, 不能达到极端最低温。具备较合适的安全度。 结构保温较好, 在结构形成后立刻采取外墙和屋面的 ~ 、 ,_ 。 , .