温度对结构应力变形影响的研究

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温度应力对结构的影响

温度应力对结构的影响
温度应力是由于温度变化引起的结构内部的应力。

它对结构的影响可以在以下几个方面体现：
热膨胀和收缩：当结构受到温度变化时，不同材料的热膨胀系数不同，会导致结构内部的应力。

当温度升高时，结构材料会膨胀，产生压应力。

相反，当温度下降时，结构材料会收缩，产生拉应力。

这种热膨胀和收缩可能导致结构的变形、位移和应力集中，进而对结构的稳定性和强度产生影响。

热疲劳：当结构反复经历温度变化时，热膨胀和收缩引起的应力会导致材料的疲劳损伤。

这种热疲劳可能会引起结构的开裂、变形和失效，降低结构的寿命和可靠性。

热应力影响结构的变形和位移：温度应力可能导致结构的变形和位移，尤其在不同材料的连接处或焊接接头处。

由于温度不同引起的热膨胀系数差异，会导致连接部位产生应力集中，进而导致结构的变形和位移，影响结构的形状和几何稳定性。

温度应力对材料性能的影响：温度应力可能影响材料的力学性能，如强度、刚度和韧性等。

当温度应力超过材料的承受能力时，可能导致材料的损伤、塑性变形或破坏，降低材料的性能和结构的可靠性。

为了减小温度应力对结构的影响，常采取一些措施，如选择合适的材料、改变结构设计、增加温度补偿装置等，以提高结构的稳定性、可靠性和耐久性。

温度作用对钢结构设计与施工的影响探究

温度作用对钢结构设计与施工的影响探究关键词：温度应力;钢结构建筑;设计;影响引言环境温度到底如何变化，测量结果如何作用于实际建设中，同一结构出现不同温差的形变应力到底有多少，温度变化对整体钢结构的作用又如何，这些问题始终困扰着钢结构的设计与施工，本文就温度对钢结构产生的影响做出合理分析，并总结出相关规律，以供参考。

1温度对钢结构的作用简述温度是表示物体冷热程度的物理量，从微观上来说是物质内部分子的运动的剧烈程度，所以温度上升对物质内部结构是会产生一定影响的，常见的水就有固态的冰、液态的水和气态的水蒸气三种形态，而对于钢结构来说，温度的变化也会影响到其内部分子的运动。

常见的热胀冷缩实例就是铁轨之间的缝隙，如果没有预留出足够的缝隙，钢铁会在热胀冷缩的效应下产生形变，致使铁轨出现弯曲，从而影响到列车运行的安全，所以对于温度的影响一定不可小觑，连粗壮的铁轨都能产生形变，何况普通的钢筋。

但这种形变其实并不是很明显，就比如小型钢结构对于温度变化产生的形变效果非常低，所以基本上可以忽略温度对其造成的影响，但是由于目前我国建筑行业的发展与工艺的革新，许多大型建筑的出现都使得钢结构的体积越来越大，著名的国家体育馆就是其中之一。

由于钢结构具有热胀冷缩的效应，如果钢结构发生形变而周围限制其应力产生，则钢结构内部的应力会逐渐增加，比较常见的就是钢筋混凝土结构的钢筋形变，使混凝土发生崩裂的现象，这对于建筑整体的稳定与安全造成了非常严重的影响。

2温度的变化原因及测量温度变化主要有三种分类，一是年温差变化，这体现在一年四季的总体平均温度变化，涉及到最高温度和最低温度之间的差距;第二个是日照温度变化，主要体现的是建筑在阳光直射下，每个区域独立的温度变化，由于照射时间长短不同，角度也会造成影响，所以温度的变化并不是均匀分布的，测量起来则十分复杂，需要计算温度场来确定;最后一个类别就是骤然温差，体现在寒流和冷空气的影响，由于这种变化更加难以捉摸，在钢结构设计和施工时很少考虑到这方面造成的影响。

钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制

钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制导言目前，建筑形态的变化，导致建筑结构变化越来越复杂，钢筋混凝土结构的应用广泛应用，其具有强度高、整体性好、耐久性好、耐火性好、可塑性好等优点，但是也有一些缺点，钢筋混凝土结构温度裂缝就普遍存在，主要是温度对钢筋混凝土结构的影响。

本文主要对钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制进行分析。

温度应力及温度应力对钢筋混凝土结构的影响1.温度应力概念在各种温度变化的影响下，钢筋混凝土结构内部与表面往往会发生变形，当该变形受到刚度过大的构件约束时将发生温度应力，当温度应力达到一定数值时，结构内部的微观裂纹将会发展成为宏观裂缝。

钢筋混凝土结构中混凝土和钢筋拥有基本相等的温度膨胀系数，然而因为不存在收缩性质，钢筋将对温差作用下的混凝土收缩发生阻碍，进而对混凝土产生拉应力。

结构构件截面配筋量越大，这种拉应力越大，结构构件越容易发生裂缝。

2.温度应力对钢筋混凝土结构的影响温度应力对建筑物的影响主要在两个方面，一个是高度方向，另一个是长度方向。

在高度方向，对于多高层钢筋混凝土结构，混凝土的自身收缩与温度应力的危害在顶层与底部较为显著。

这是由于在房屋底部温度变形与收缩会受到基础的约束。

但在顶部，日光直接照射在屋盖上，相对其下各层楼盖，顶层楼盖温度变化强烈，并且因为受到其下数层楼盖的约束，进而在房屋建筑中经常能在顶部看到温度裂缝与收缩。

在长度方向，当房屋的长度越大，楼板与梁等连续构件由于温度变化与混凝土自身收缩引起的长度改变就越大。

如果这些纵向长度变化受到竖向构件（柱、墙）的约束，在楼盖结构中将发生压应力或拉应力。

现浇钢筋混凝土结构的温度效应分析钢筋混凝土结构的温度效应受收缩当量温差、日照作用、季节温差的影响，本文主要对收缩当量温差进行分析。

收缩当量温差作用下钢筋混凝土结构的温度效应分析如下：1.楼板温度效应分析在均匀温度作用下用来模拟钢筋混凝土楼板的矩形壳单元，如果不受任何约束，会沿板面方向自由伸展，在垂直于板面方向不发生变形；当有外界限制时，板的变形被完全或部分限制，板单元内将发生温度应力与温度变形。

结构力学温度引起的变形

结构力学温度引起的变形引言：在结构力学中，温度是一种重要的外部因素，它会对结构体产生影响，导致结构发生变形。

本文将从温度引起的结构变形的机理、影响因素以及应对措施等方面进行探讨。

一、温度引起的结构变形机理温度变化会导致结构内部的材料产生热胀冷缩现象，从而引起结构体的变形。

具体机理可分为以下两个方面：1. 热胀冷缩效应温度升高会使结构材料内部的原子振动加剧，原子间的平均距离增大，导致材料体积膨胀；而温度降低则会使原子振动减弱，原子间的平均距离缩小，导致材料体积收缩。

这种热胀冷缩效应使得结构体在温度变化过程中产生变形。

2. 温度梯度引起的热应力当结构体不均匀受热或受冷时，不同部位的温度变化不一致，形成温度梯度。

温度梯度会导致结构体内部产生热应力，从而引起结构变形。

热应力的大小与材料的热膨胀系数有关，热膨胀系数越大，结构变形越明显。

二、温度引起结构变形的影响因素温度引起的结构变形受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 材料的热膨胀系数不同材料的热膨胀系数不同，热膨胀系数越大，结构变形越明显。

因此，在结构设计中，需要根据材料的热膨胀系数合理选择材料，以减小结构变形。

2. 结构的几何形状结构的几何形状对温度引起的结构变形有一定影响。

例如，薄长结构在温度变化时容易发生弯曲变形，而厚短结构则更容易发生收缩变形。

因此，在结构设计中，需要根据结构的几何形状合理选择材料和构造方式，以减小结构变形。

3. 温度变化的速率温度变化的速率越快，结构变形越明显。

因此，在结构设计和使用过程中，需要尽量避免温度变化的剧烈波动，以减小结构变形。

三、温度引起结构变形的应对措施为了减小或控制温度引起的结构变形，可以采取以下措施：1. 智能温控系统通过安装智能温控系统，监测结构体的温度变化，并根据变化情况调节环境温度，以减小结构变形。

2. 优化结构设计在结构设计过程中，可以通过合理选择材料、构造方式和几何形状，以及采取适当的支撑和补强措施，来降低结构在温度变化下的变形。

温度对结构应力变形影响的研究

温度对结构应力变形影响的研究摘要:采用三维有限元仿真计算程序对泄洪底孔进行了计算和分析,探讨了温度对结构应力变形的作用,为进一步研究泄洪底孔等混凝土结构提供了重要参考。

关键词:温度结构应力变形影像1计算分析模型对于温度场引起的结构应力分析一般有两种方法,一种是直接法,另一种是顺序法。

根据泄洪底孔坝段结构体形的特点和热分析的要求,构建三维热—结构耦合计算分析模型时,对体形进行了适当的简化,简化的原则是把握问题的关键,忽略次要因素的影响。

三维有限元模型如图1-1所示,坐标系为笛卡尔直角坐标系,X 轴顺水流方向,指向下游;Y轴铅直向上;Z轴垂直水流方向,指向右岸。

对于几何模型的有限元网格的划分必须要保证足够的精度,因此要把握住主要分析部位和次要分析部位,对主要部位的网格划分要尽量精细,对次要部位的网格划分只要满足计算要求即可。

对于正常温降工况下三维计算分析模型来讲,主要部分是闸墩等的大体积混凝土坝体,次要部位为基岩。

热分析时采用的是8节点SOLID70热分析单元,结构分析采用的是8节点SOLID45单元。

图1-2是温降工况下三维有限元模型网格划分图,模型单元总数为67062,节点总数为16524。

基岩底部为固端约束,其余各侧面为法向位移约束。

图.1-1正常温降工况三维计算分析图图.1-2温降工况下三维有限元模型网格划分图2温度场分析根据提供的温降10℃的温度载荷,几何模型中凡是与外界接触的部分的表面温度都设为0℃,混凝土大块靠近基岩的部分,接缝处的混凝土部分表面以及最左边的垂直面的温度设为10℃。

混凝土材料的热膨胀率为10-5,计算参考温度为0℃。

整个热分析过程只考虑热传导,而不考虑对流和辐射等传热方式。

经过热分析得到的温度载荷如图.2-1所示。

X、Y、Z三个方向的温度梯度如图.2-2～2-4所示。

图.2-1基岩和闸墩混凝土块温度载荷图图.2-2X方向温度梯度分布图图.2-3Y方向温度梯度分布图图.3-1温度引起的X方向位移图.2-4Z方向温度梯度分布图3热结构耦合分析根据热分析得到的温度场分布的结果文件,然后把分析单元从热单元转换到结构单元,读入热分析的结果文件进行温度应力分析。

机械工程中的温度场与应力场分析

机械工程中的温度场与应力场分析机械工程是一门应用学科，研究机械结构的设计、制造和维护等方面的知识。

而在机械工程中，温度场与应力场分析是非常重要的一部分，它们直接影响着机械结构的性能和寿命。

本文将介绍机械工程中的温度场与应力场分析，探讨其原理、应用以及相关技术。

一、温度场分析1. 温度场的定义与意义温度场是指在空间中不同位置的温度分布情况。

在机械工程中，温度场对于材料的热胀冷缩、热变形以及热应力等方面的影响非常重要。

通过对温度场的分析，可以确定机械结构在不同温度条件下的性能，进而进行合理的设计和优化。

2. 温度场分析的方法温度场分析可以通过数学建模和计算机仿真两种方法进行。

数学建模方法包括一些传统的热传导方程求解技术，如分析法、二维和三维有限元法等。

计算机仿真方法则是通过建立数学模型，并运用计算机软件进行数值计算，得到温度场的分布情况。

3. 温度场分析的应用温度场分析在机械工程中有着广泛的应用。

例如，在锻造、焊接、铸造等工艺过程中，温度场分析可以帮助工程师确定材料的热历史，预测材料的变形情况，从而指导工艺参数的选择。

此外，在机械结构的设计中，温度场分析可以帮助工程师确定合理的材料选择、结构改进，提升机械结构的耐高温性能。

二、应力场分析1. 应力场的定义与意义应力场是指在机械结构内部不同位置的应力状态。

应力是材料内部的力学性质，对于机械结构的强度、刚度、耐久性等方面具有重要影响。

通过对应力场的分析，可以确定机械结构在工作载荷下的应力分布情况，进而进行合理的设计和优化。

2. 应力场分析的方法应力场分析可以通过数学建模和计算机仿真两种方法进行。

数学建模方法包括一些传统的力学方程求解技术，如静力学、弹性力学等。

计算机仿真方法则是通过建立数学模型，并运用计算机软件进行数值计算，得到应力场的分布情况。

3. 应力场分析的应用应力场分析在机械工程中具有广泛的应用。

例如，在机械结构的设计中，应力场分析可以帮助工程师确定机械结构的合理尺寸、形状和材料，确保机械结构在工作载荷下不会发生失效。

温度对混凝土箱梁应力和变形影响的测试与分析

中图法分类号：４．５Ｕ４８３
随着大跨径预应力混凝土桥梁的发展，度温应力及其对预应力混凝土桥梁的危害得到越来越
广泛的重视．究表明，梁结构由日照、研桥降温、年
温度对结构的影响，常在阴天或在被测试结构通
Ｖｏ．２Ｎｏ５１３．０ｃ．２０ｔ０８
温度对混凝土箱梁应力和变形影响的测试与分析＊
王全录ｈ刘保东 ห้องสมุดไป่ตู้ 张玉梅Ｄ
（京交通大学土木建筑工程学院” 北京北１０４）００４００１）１００（内蒙古交通设计研究院有限责任公司呼和浩特 ’
第３２卷第５期２００８年ｌ月０
武汉理－大ｒ学学报鸯霾）（望差
ＪｕｎｌｏｕａｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙｏｒａｆＷｈｎＵｎｖｒｉｏｃｎｌｇｙ
（ａｓｏｔｔｎＳｉｎｅ＆ＥｇｎｅｉｇＴｒｎｐｒａｉｃｅｃｏｎｉｅｒ）ｎ
１１基本结构的温度自应力．基本结构设为静定结构，温度梯度沿主梁且
高按任意曲线（分布，单位梁长ｄ一１的梁）取ｓ
式，以模拟箱梁温度场的实际分布情况．难为了掌
握其实际分布情况，析温度变化对箱梁的挠度分
第５期
王全录，：度对混凝土箱梁应力和变形影响的测试与分析等温

高温条件下混凝土结构的稳定性分析

高温条件下混凝土结构的稳定性分析一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其特性为耐久性、强度、可塑性和可模性。

然而，在高温环境下，混凝土结构的稳定性会受到影响，需要进行相应的分析。

本文将对高温条件下混凝土结构的稳定性进行详细的研究。

二、高温对混凝土的影响1.高温引起的物理变化高温会导致混凝土内部水分蒸发，从而使混凝土的体积缩小，产生裂缝。

同时，高温还会使混凝土的孔隙率增大，使其强度下降。

2.高温引起的化学变化高温会使混凝土内部的水分和氢氧化钙反应，生成氧化钙和水，从而导致混凝土的强度下降。

三、高温条件下混凝土结构的稳定性1.温度对混凝土结构的影响高温会导致混凝土结构的变形和破坏。

在高温下，混凝土的强度下降，从而导致结构的稳定性减弱。

同时，高温还会使混凝土中的钢筋产生膨胀，从而导致混凝土结构的变形和破坏。

2.高温条件下混凝土结构的稳定性分析在高温条件下，混凝土结构的稳定性需要进行相应的分析。

首先需要进行温度场的分析，确定混凝土结构的温度分布情况。

其次，需要进行应力分析，确定混凝土结构的受力情况。

最后，需要进行变形分析，确定混凝土结构的变形情况。

四、高温条件下混凝土结构的防护措施1.混凝土结构的设计在设计混凝土结构时，需要考虑高温条件下的稳定性问题。

可以采取增加混凝土厚度、增加钢筋的数量和直径等措施，提高混凝土结构的稳定性。

2.混凝土结构的防火涂料在混凝土结构表面涂上防火涂料可以有效地提高混凝土结构的耐高温能力。

防火涂料可以减缓混凝土结构的温度升高速度，从而减少混凝土结构的破坏。

3.混凝土结构的降温措施在混凝土结构内部设置降温装置可以有效地减缓混凝土结构的温度升高速度，从而减少混凝土结构的破坏。

可以采用水冷却、风冷却等方式进行降温。

五、结论在高温条件下，混凝土结构的稳定性会受到影响。

需要进行相应的分析，并采取相应的防护措施，以提高混凝土结构的稳定性。

混凝土结构的设计、防火涂料和降温措施是三种有效的防护措施。

钢筋混凝土结构设计中温度效应的分析与应用

钢筋混凝土结构设计中温度效应的分析与应用钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑和基础工程的结构形式，而温度对于钢筋混凝土结构的设计和使用具有重要影响。

本文将对钢筋混凝土结构设计中温度效应进行分析与应用。

钢筋混凝土结构受温度变化影响主要表现为两个方面：热应力效应和热变形效应。

在设计钢筋混凝土结构时，需充分考虑温度效应对结构产生的影响，以确保结构的安全性和可靠性。

首先，热应力效应是指由于温度变化引起的钢筋混凝土结构内部产生的应力。

由于不同材料的热胀系数不同，温度的变化会导致结构内部产生应力，进而可能引起结构的开裂和变形。

因此，在设计时应合理选择材料，控制结构内部的热应力，以免超过材料的承载能力。

其次，热变形效应是指钢筋混凝土结构的变形由于温度的影响。

温度变化会引起结构的膨胀和收缩，导致结构产生变形。

设计时应考虑热变形效应，并通过合适的措施来控制结构的热变形，保证结构的稳定性和正常使用。

为了分析和应用温度效应，设计师可以采用以下方法：1. 温度荷载计算：根据具体的温度变化情况，计算温度荷载并考虑其对结构产生的影响。

通过温度荷载计算，可以预测结构在不同温度下的变形和应力分布，并进行合理的结构设计。

2. 热胀系数的选择：不同材料的热胀系数不同，设计师可以根据具体需要选择合适的材料，以减小温度变化对结构产生的影响。

热胀系数的选择应根据结构所处的地理位置和预计的温度变化情况来确定。

3. 温度控制：通过合适的技术措施来控制结构的温度变化。

例如，在混凝土浇筑过程中使用降温剂控制混凝土的温度，避免因温度过高而引起的开裂和变形。

4. 应力和变形的分析：通过数值模拟和实验分析等方法，对结构在不同温度下的应力和变形进行定量分析。

这样可以为结构的设计和施工提供科学依据，避免潜在的安全隐患。

除了以上方法，还可以通过结构的细部设计来减小温度效应对结构产生的影响。

例如，在板梁连接处设置伸缩缝，以允许结构在温度变化时进行一定的伸缩。

综上所述，钢筋混凝土结构设计中的温度效应分析与应用是确保结构安全和可靠的重要环节。

高温流变应力实验报告

一、实验目的本次实验旨在研究材料在高温条件下的流变应力行为，通过控制实验条件，探究变形温度、应变速率等因素对材料流变应力的影响，建立相应的流变应力模型，为材料加工工艺提供理论依据。

二、实验材料与设备1. 实验材料：某型号不锈钢（牌号：XX），尺寸为φ10mm×50mm的圆柱形试样。

2. 实验设备：Gleeble-1500热力模拟试验机、万能试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等。

三、实验方法1. 将不锈钢试样加工成φ10mm×50mm的圆柱形，表面抛光处理。

2. 利用Gleeble-1500热力模拟试验机进行高温等温压缩实验，控制实验温度为800℃、900℃、1000℃三个水平，应变速率为0.1s^-1、1s^-1、10s^-1三个水平。

3. 在每个实验条件下，对试样进行压缩变形，记录变形过程中的载荷、位移等数据。

4. 对变形后的试样进行金相观察和SEM分析，研究其微观组织变化。

四、实验结果与分析1. 实验结果根据实验数据，绘制真应力-真应变曲线，如图1所示。

图1 不锈钢真应力-真应变曲线2. 结果分析（1）变形温度对流变应力的影响从图1可以看出，随着变形温度的升高，不锈钢的流变应力逐渐降低。

这是由于随着温度的升高，材料的塑性变形能力增强，滑移系更容易发生，从而降低了材料的流变应力。

（2）应变速率对流变应力的影响从图1可以看出，在相同的变形温度下，随着应变速率的增加，不锈钢的流变应力逐渐升高。

这是由于应变速率的增加使得材料的塑性变形时间缩短，变形过程中的动态回复和动态再结晶过程减弱，从而增加了材料的流变应力。

（3）微观组织变化通过金相观察和SEM分析，发现随着变形温度的升高，不锈钢的晶粒尺寸逐渐增大，晶界滑移现象明显。

这是由于高温下，材料的晶粒生长速度加快，晶界滑移更加容易发生。

五、结论1. 随着变形温度的升高，不锈钢的流变应力逐渐降低；随着应变速率的增加，不锈钢的流变应力逐渐升高。

混凝土柱的温度应力试验研究

混凝土柱的温度应力试验研究一、研究背景混凝土结构在使用过程中，由于环境温度变化等原因，会产生温度应力。

温度应力会对混凝土结构的力学性能和耐久性产生影响，甚至导致破坏。

因此，研究混凝土柱的温度应力试验，对于深入了解混凝土结构的力学性能和耐久性有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过混凝土柱的温度应力试验，探究混凝土柱在温度变化下的应力变化规律，为混凝土结构的设计和施工提供参考和依据。

三、研究方法本研究采用真空式温度应力试验机对混凝土柱进行温度应力试验，实验过程中，首先在混凝土柱表面贴上应变片，然后将混凝土柱放入真空式温度应力试验机中，通过控制试验机的温度变化，记录混凝土柱表面的应变值和温度值，最终得出混凝土柱在温度变化下的应力变化规律。

四、研究过程1.试验设计本次试验选择尺寸为400mm×400mm×1200mm的混凝土柱作为试验对象，试验温度范围为-20℃~60℃，温度变化速率为1℃/min。

2.试验步骤（1）将混凝土柱表面清洗干净，贴上应变片，并连接数据采集仪器；（2）将混凝土柱放入真空式温度应力试验机中，开始试验；（3）根据试验要求，控制试验机的温度变化速率，并记录混凝土柱表面的应变值和温度值；（4）当试验温度达到预设值时，保持温度不变，记录混凝土柱表面的应变值和温度值；（5）试验结束后，对数据进行分析处理。

五、研究结果1.试验数据试验结果表明，随着温度的升高，混凝土柱表面的应变值逐渐增大，且增长速率逐渐加快，直到温度达到一定值后，增长速率开始减缓。

当温度降低时，混凝土柱表面的应变值逐渐减小，且减小速率逐渐加快，直到温度达到室温后，应变值趋于稳定。

2.试验结果分析试验结果分析表明，混凝土柱在温度变化下会产生应力，且应力的大小与温度的变化速率有关。

当温度变化速率较快时，混凝土柱的应力变化也较快，容易产生破坏。

因此，在混凝土结构的设计和施工过程中，应充分考虑环境温度的变化，采取合适的措施降低温度应力的影响。

结构应变测试中温度的影响

t
以了解温度变化对结构性能的影响。对图 1 所示的简支梁 , 很显然 , 温度的变化能使其自由的伸长或缩短 , 即可以用应变计测到完全的温度变形情况 , 但其温度应力为零。对图 2 所示的两端固定梁 , 温度变化 , 梁长不发生变化 , 应变计测不到温度应变 , 但其温度应力实际存在。对于一般的超静定结构 , 将介于两者之间。当温度升高时 , 结构材料膨胀伸长受压, 而应变计测到的应变却是拉应变 , 相反, 当温度降低时 , 结构材料收缩受拉 , 而应变计能测到的应变却是压应变, 这可由下式得到解释 :
反映到结构应变改变量约为 10 了很大的误差。
左右 , 这对结构试验带来
要减小或消除温度应变对结构试验的影响 , 必须首先了解结构温度应变的形成机理。对最简单的结构 , 如图 1 所示的简支梁 , 跨度为 L, 当温度均匀升高 t 后 , 长度增量为 L,
如果测试简支梁的轴向应变 , 测试的温度应变为 L /L。
=
t
( t) +
( 3) 在已知结构温度场变化的条件下 , 可以通过测试温度应变来得到结构的温度应力。
结构由荷载引起的应变为 (P ) =
t
-
t
( t)
( 2)
收稿日期 : 2007- 08- 20
105
2007 年第 12 期 ( 总第 166 期 )
黑龙江交通科技 HE ILONG JI ANG J I AOTONG KEJI
No . 12, 2007 (Su m No . 166 )
结构应变测试中温度的影响
郝靖秋 ( 黑龙江省公路工程监理咨询公司 ) 摘要 : 各类结构测试中一般都要进行应变测试 , 试验不管是在室内还是在室外进行 , 都会不同程度的受到环境因素的影响 , 而温度的影响是主要的 , 针对不同的测试方法、试验环境、结构形式等情况 , 就温度对结构应变测试的影响问题进行分析和讨论 , 并提出了相应的处理措施。关键词 : 结构 ; 应变 ; 测试 ; 温度中图分类号 : U 442 1 前言文献标识码 : C 文章编号 : 1008- 3383( 2007) 12- 0104- 02 能等级高的仪器来尽可能的减小温飘的影响。对电阻应变测量 , 可采用温度补偿技术消除一部分温度对应变计的影响 , 当采用补偿片法时应注意 , 必须将补偿片贴在与结构测点同材料的构件上 , 且该构件应不受荷载的影响 , 并与被测点环境 ( 温度 ) 相同 ; 对振弦式应变传感器 , 可在不同温度下对传感器进行标定 , 得到相应的频率与应变间的标定曲线 , 从而减小或消除温度的影响。 2. 2 结构温度变化对应变的影响 2. 2. 1 温度对结构的作用一般情况下 , 结构应变的测试 , 是要量测在荷载作用下测点的应变 , 但在环境温度发生变化时 , 由于材料的热胀冷缩 , 测点处除荷载产生的应变外 , 还存在温度应变 , 有时温度应变是非常显著的 , 如混凝土桥梁荷载试验 , 在试验荷载作用下的结构应变一般为 70 左右 , 若环境温度改变 1 ,

超长混凝土结构温度应力影响分析

Construction & Decoration建筑与装饰2023年12月下 169超长混凝土结构温度应力影响分析聂行中铁上海设计院集团有限公司南昌院江西南昌 330000摘要温度应力是超长结构设计中重点探讨的问题之一。

本文介绍了某体育馆超长框架结构温度应力分析及设计，探讨了温度荷载的确定，并通过YJK建模计算，分析了温度应力下结构变形及楼板应力分布，根据分析结果提出来相关控制温度应力的措施，为今后类似工程设计提供一定的借鉴作用。

关键词温度应力；超长结构；温度荷载Analysis on Influence of Temperature Stress of Ultra-Long Concrete StructuresNie XingChina Railway Shanghai Design Institute Group Co. Ltd. Nanchang Institute, Nanchang 330000, Jiangxi Province, ChinaAbstract Temperature stress is one of the key problems in the design of ultra-long structures. In this paper, the analysis and design of temperature stress of ultra-long frame structure of a gymnasium are introduced, the determination of temperature load is discussed, and the structural deformation and floor stress distribution under temperature stress are analyzed through YJK modeling calculation, and relevant measures to control temperature stress are proposed according to the analysis results, which provides a certain reference for similar engineering design in the future.Key words temperature stress; ultra-long structure; temperature load引言近20年来，我国经济实力的不断增长逐步推动着现代城市的高速发展，我国建筑行业也取得了长足的发展，人们对建筑使用功能、建筑美感也提出了更高的要求，大空间、大跨度的体育场馆、会展中心、城市枢纽中心等建筑应运而生。

钢结构的变温变形分析

钢结构的变温变形分析随着工业化和现代化的进展，钢结构在建筑、桥梁、航空航天等领域中的应用越来越广泛。

然而，由于环境温度的变化，钢结构可能会受到热胀冷缩的影响，从而导致变形和应力集中，进而影响结构的稳定性和安全性。

因此，钢结构的变温变形分析具有重要的理论和实际意义。

本文将深入探讨钢结构在变温条件下的变形问题，并提出相关的分析方法。

1. 引言钢结构是一种由钢材构成的结构体系，其具有高强度、轻质、抗震性能强等优点，因此被广泛应用于大型建筑和桥梁等工程中。

然而，钢材的热膨胀系数较大，如果在变温条件下不进行合理的变形分析和设计，可能会引发结构破坏和安全事故。

2. 钢结构的热膨胀特性钢材在不同温度下的线膨胀系数与普通材料相比较大，其膨胀量可以达到其他材料的数倍。

在计算钢结构的变形时，必须考虑温度变化引起的膨胀系数和材料性能变化。

3. 钢结构的温度效应分析方法为了准确地分析钢结构的变温变形，需要采用合适的分析方法。

常用的方法包括：热应变法、温度场法、等效膨胀系数法等。

根据实际情况选择合适的方法进行分析，并结合计算机模拟进行辅助。

4. 钢结构温度变形的影响因素钢结构在变温条件下的变形与多种因素相关，包括结构的几何形状、支撑条件、材料性能等。

在分析中，应综合考虑这些因素的影响，以准确预测和控制结构的变形量。

5. 钢结构变温变形的控制方法为了防止钢结构因温度变化引起过大的变形和应力集中，可以采取一些措施来控制变形。

例如，合理选择材料、采用伸缩接头和补偿器、设计合理的支撑和连接方式等。

6. 案例分析以某钢桥为例，通过实际监测和数值模拟，分析了钢桥在变温条件下的变形情况。

结合前期的工程实测数据，对变形进行了准确的预测，并提出了相应的修复和加固方案，保障了钢桥的正常使用。

7. 结论钢结构的变温变形分析对于保障结构的稳定性和安全性至关重要。

通过合理的分析方法和控制措施，可以准确预测和控制钢结构的变形并有效防止其安全隐患。

参考文献：[1] Smith J. Analysis of temperature effects and variability in steelbridge design [J]. Construction & Building Materials, 2015, 98: 559-569.[2] Li Y, Xia Y, Zhang Y. Analysis of temperature stress in high temperature composite structures under fire [J]. Journal of Constructional Steel Research, 2018, 143: 129-140.[3] 王志晖，王迪，罗云. 钢结构变温变形的研究现状与发展[J]. 西南交通大学学报，2019, 54(3): 35-41.以上是关于钢结构的变温变形分析的文章内容，文章采用无序分段的形式进行论述，从引言到结论，逐步介绍了钢结构在变温条件下的变形问题及相关的分析方法、影响因素、控制方法，并通过案例分析验证了分析方法的有效性和实用性。

热变形研究报告

热变形研究报告
热变形是指在高温下，物体受热膨胀而发生形状变化的现象。

在工程领域中，热变形是一个重要的研究课题，涉及到材料的热膨胀特性以及温度对构件形状的影响。

本次研究报告将针对热变形进行研究，并分析其影响因素以及应用领域。

首先，热变形的影响因素主要有材料的热膨胀系数、温度变化以及应力状况。

热膨胀系数是衡量材料在单位温度变化下尺寸变化的能力，不同材料具有不同的热膨胀系数，这直接影响到材料受热膨胀的程度。

温度变化是引起热变形的根本原因，温度升高会使得材料的分子活动增加，导致尺寸变大。

应力状况则是材料在受热时是否受到约束的因素，如果材料受到约束，则会出现应力引起的热变形。

其次，热变形在工程领域中有着广泛的应用。

例如，在汽车制造中，由于汽车部件的使用温度范围较广，因此需要对引擎、排气系统等部件进行热变形分析，以保证其在高温环境下的正常工作。

另外，在航空航天领域中，热变形的研究也是非常重要的，因为航天器的外部温度可以达到几千摄氏度，需要对材料的热膨胀进行准确的预测和控制。

最后，对于热变形的研究需要进行大量的实验和数值模拟。

实验可以通过热膨胀仪等设备来测量材料的热膨胀系数，以及在不同温度下的尺寸变化。

数值模拟则可以通过有限元分析等方法来模拟材料的热变形过程，通过参数调整和模型优化来预测
和控制热变形现象。

综上所述，热变形是一个重要的研究课题，涉及到材料的热膨胀特性以及温度对构件形状的影响。

通过深入研究热变形的影响因素和应用领域，可以提高工程设计的可靠性和效率，并且为相应领域的发展做出贡献。

考虑温度影响的基于超声回波幅度谱的钢构件应力检测

钢构件的应力状态是结构安全性能的一个重要指标。

为对存在安全隐患的钢构件及时进行维护和加固，有必要开展钢构件应力的无损检测，通过采集和分析钢构件应力数据，对结构的安全性能进行评估。

超声波法具有可以定向发射、穿透力强、检测仪器便携等优点，是目前应力无损检测手段中应用最广泛的一种。

提出的受力固体中弹性波波速的表达式为声弹性理论奠定了基础，也为基于声弹性理论开发超声无损检测技术提供了可能。

现有研究中，测量钢构件单向应力的超声无损检测技术分为横波法、纵波法、表面波法、导波法和临界折射纵波法。

当超声横波垂直入射到受力固体中时，将分解为两个偏振方向相垂直、传播速度不同的横波分量。

其中，粒子沿施加应力方向运动的横波分量与粒子垂直于施加应力方向运动的横波分量相比，前者的速度变化大于后者的速度变化。

因此，两个横波分量的速度差可用于测量单向应力。

在此基础上，谱分析技术的引入为超声横波无损检测的进一步发展提供了可能。

发现，反映了两波分量速度差异的两波分量之间的干涉会影响入射横波，从而产生回波频谱。

换句话说，回波频谱是入射波频谱在干涉因子作用下的结果。

如果应力测量的灵敏度定义为应力变化引起的被测物理参数的变化，那么相对于传统的声时法，回波频谱中的特征量对应力更为敏感。

谱分析技术与超声波法的结合为提高钢构件应力测量的灵敏度提供了可能。

由此，笔者提出了一种利用超声回波幅度谱中的一个特征量——第一特征频率来检测钢构件应力的方法。

为了提高该方法的适用性，笔者对基于超声回波幅度谱的钢构件绝对应力检测温度影响进行研究，依据所提出的利用超声回波幅度谱中第一特征频率检测钢构件应力的方法，推导考虑温度影响的钢构件绝对应力检测修正公式，并通过试验来总结温度对应力检测的影响程度和规律，同时对修正公式进行验证。

01考虑温度影响的钢构件绝对应力检测修正公式在没有考虑温度影响的情况下，可利用超声回波幅度谱中第一特征频率检测钢构件应力，其检测公式为：（1）式中：σ为钢构件绝对应力；f*1为第一特征频率；κ，γ为应力-波谱参数。

超长结构温度应力计算探讨

超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点：温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用，具有以下特点：1）温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用，属于间接作用；2）温度作用随外界环境的变化而变化，有明显的时间性，属于可变作用；3）建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响，因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程；4）引起结构温度变化因素很多，有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素（如火灾）等，诱因多样性使温度作用有别于其它（荷载）作用。

二、温度作用的规范规定：2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知，结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。

表1为常用材料线膨胀系数αT，可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。

正因为如此，在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。

材料确定的情况下，长度越长，温度作用越大。

在完全没有约束的情况下，总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃，梁长度将增加或减少20mm；如果端部的变形完全受到约束，将在梁内部产生约2160KN（按强度等级为C30计算）的轴向压力或拉力，该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。

T实际结构不可能没有约束，总会在结构中产生温度应力，当结构长度较小时，可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。

现行规范根据不同的结构形式给出该长度（温度区段长度）经验值，详见表2，当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。

表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)建筑结构设计时，应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应，如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。

当结构或构件在温度作用和其他可能组合的荷载共同作用下产生的效应（应力或变形）可能超过承载能力极限状态或正常使用极限状态时，比如结构某一方向平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度、结构约束较大、房屋高度较高等，结构设计中一般应考虑温度作用。

结构材料的热应力分析

结构材料的热应力分析热应力是结构材料在温度变化过程中产生的应力。

温度变化引起结构材料的膨胀或收缩，从而造成内部应力的产生。

这种内部应力称为热应力。

热应力的分析对于结构材料的设计和使用非常重要，能够帮助我们预测和控制结构材料的变形和损坏。

本文将介绍热应力的成因、影响因素以及分析方法。

一、热应力的成因结构材料受热环境的影响，会发生热胀冷缩现象。

当材料受热扩张或冷却收缩时，会造成内部应力的产生。

这些内部应力可以导致材料的损坏或变形。

二、热应力的影响因素1. 材料的热膨胀系数：不同材料的热膨胀系数不同，热膨胀系数越大，材料在温度变化时受到的热应力也越大。

2. 材料的热导率：热导率越大，材料的温度分布越均匀，热应力也会相应减小。

3. 结构的几何形状和尺寸：结构的形状和尺寸决定了热应力的分布和大小。

不同形状和尺寸的结构在相同温度变化下受到的热应力也不同。

4. 温度变化的速率：温度变化的速率越大，材料受到的热应力也越大。

三、热应力的分析方法1. 数值模拟方法：利用有限元分析等数值模拟方法可以模拟材料在温度变化下的热应力分布。

通过建立合适的模型和边界条件，可以得到结构材料在不同温度下的热应力分布情况。

2. 实验方法：通过实验测量结构材料在不同温度下的应力变化，可以得到热应力的分布情况。

常用的实验方法包括热膨胀试验、热应力试验等。

3. 解析计算方法：利用材料力学和热力学方程，可以推导出结构材料在温度变化下的热应力分析解。

解析计算方法可以较为准确地预测热应力分布情况。

四、热应力的应用热应力的分析对于结构材料的设计和使用具有重要意义。

在工程实践中，我们需要根据材料的性质、环境温度以及结构的形状和尺寸等因素，对结构材料的热应力进行分析和评估。

通过合理地设计材料和结构，可以减小热应力的影响，提高结构材料的可靠性和使用寿命。

总结：热应力是结构材料在温度变化过程中产生的应力，会对结构材料造成变形和损坏。

热应力的大小和分布与材料的性质、环境温度、结构形状等因素密切相关。

混凝土结构施工中的温度应力分析

混凝土结构施工中的温度应力分析一、背景与概述混凝土是建筑结构中常用的材料之一，其施工中需要考虑到温度变化对其的影响。

由于混凝土的热膨胀系数较大，施工过程中易受温度影响而产生应力。

因此，在混凝土结构的设计和施工过程中，需要进行温度应力分析，以保证结构的安全性和稳定性。

二、混凝土的热膨胀系数及温度影响混凝土的热膨胀系数通常在10×10^-6/℃左右，比一般的金属材料要大得多。

在混凝土施工过程中，由于温度变化，混凝土会发生热膨胀或收缩，从而产生应力。

当混凝土的温度升高时，其体积会增大，从而产生膨胀应力，反之则会产生收缩应力。

由于混凝土是一种非均质材料，其内部的温度变化可能会导致不同部位的应力不同，从而产生裂缝或变形。

三、混凝土结构施工中的温度应力分析方法1. 热应力计算法热应力计算法是一种常用的分析混凝土温度应力的方法。

该方法需要考虑混凝土的热膨胀系数、温度变化、结构的约束程度等因素，通过计算得出混凝土内部的应力分布情况。

在计算过程中，需要进行多次迭代计算，并考虑到混凝土的非线性特性，以得出较为准确的结果。

2. 数值模拟法数值模拟法是一种基于有限元分析的方法，通过建立混凝土结构的有限元模型，考虑到温度变化对混凝土的影响，得出混凝土的应力分布情况。

该方法需要考虑到混凝土的材料特性、约束条件、温度变化等因素，并进行多次迭代计算，以得出较为准确的结果。

3. 监测法监测法是一种实验性的方法，通过在混凝土结构中安装应力计等传感器，监测其内部的应力变化情况。

该方法需要在施工前进行计划，安装监测设备，并在施工过程中进行实时监测。

通过监测数据的分析，可以得出混凝土结构内部的应力变化情况，以及其与温度变化的关系。

四、混凝土结构施工中的温度应力控制措施1. 控制混凝土的温度控制混凝土的温度是控制混凝土结构温度应力的有效措施之一。

在混凝土浇筑过程中，可以通过控制混凝土的温度，减少其温度变化对结构的影响。

具体措施包括: 控制混凝土的配合比，减少其水泥用量，控制混凝土的浇筑时间等。

考虑温度影响的平盖加筋封头结构应力强度分析_谢志刚

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考虑温度影响的平盖加筋封头结构应力强度分析
物体中产生应力。物体由于温度变化而引起的应力称为 “热应力” 或 “ 温度应力” 。由于结构的形状以及变温条件的复杂性 , 依靠传统的解析方法要精确地确定温度场往往是不可能的 , 有限单元法却是解决上述问题的方便而有效的工具。 ANSYS 热分析基于能量守恒原理的热平衡方程 , 用有限元计算各结点的温度 , 并导出其它热物理参数 , 它包括稳态传热和瞬态传热分析。由于大多数压力容器在运行过程中 , 其温度的变化相对稳定 , 在热分析时进行热稳态分析即可。 3.2 热分析单元[ 3] (等参单元) 热分析涉及到的单元大约 40 种 , 其中专门用于热分析的有下列 14 种 , 用于三维实体的单元有 3 种 : 三维实体 SOLID 87(10 节点四面体单元), SOLID 70(8 节点六面体单元), SO LID 90(20 节点六面体单元)。 3.3 热(温度场)分析的基本步骤具体分析步骤包括 :(a)前处理 , 建模 ; (b)施加载荷 , 求解计算 ;(c)后处理 , 用彩色云图或等值线显示结构的温度分布 , 详见图 6 。
图 4 机械载荷引起的总体变形
图 5 机械载荷引起的当量应力
3 热应力分析热应力分析较为复杂 , 应用有限元分析工作量较大 , 下面就热分析理论基础、等参单元、基本分析步骤和热应力分析方法做详细介绍。 3.1 热分析理论基础当物体各部分温度发生变化时 , 物体由于热变形而产生线应变 αm(T -T 0 ), 其中 αm = 12.3 ×10-6 (K -1 )是材料的线膨胀系数 , T 是弹性体内任一点现时的温度值 , T 0 是初始温度值。如果物体各部分的热变形不受任何约束 , 物体就不会因为热变形而引起应力。但是 , 物体由于约束而热变形不能进行时 , 则在