温度应力计算

第四节 温度应力计算

一、温度对结构的影响

1 温度影响

（1）年温差影响

指气温随季节发生周期性变化时对结构物所引起的作用。

假定温度沿结构截面高度方向以均值变化。则

12t t t -=∆

12t t t -=∆该温差对结构的影响表现为：

对无水平约束的结构，只引起结构纵向均匀伸缩；

对有水平约束的结构，不仅引起结构纵向均匀伸缩，还将引起结构内温度次内力；

（2）局部温差影响

指日照温差或混凝土水化热等影响。

A ：混凝土水化热主要在施工过程中发生的。

混凝土水化热处理不好，易导致混凝土早期裂缝。

在大体积混凝土施工时，混凝土水化热的问题很突出，必须采取措施控制过高的温度。如埋入水管散热等。

B ：日照温差是在结构运营期间发生的。

日照温差是通过各种不同的传热方式在结构内部形成瞬时的温度场。 桥梁结构为空间结构，所以温度场是三维方向和时间的函数，即： ),,,(t z y x f T i =

该类三维温度场问题较为复杂。在桥梁分析计算中常采用简化近似方法解决。 假定桥梁沿长度方向的温度变化为一致，则简化为二维温度场，即： ),,(t z x f T i =

进一步假定截面沿横向或竖向的温度变化也为一致，则可简化为一维温度场。如只考虑竖向温度变化的一维温度场为：

),(t z f T i =

我国桥梁设计规范对结构沿梁高方向的温度场规定了有如下几种型式：

2 温度梯度f（z，t）

（1）线性温度变化

梁截面变形服从平截面假定。

对静定结构，只引起结构变形，不产生温度次内力；

对超静定结构，不但引起结构变形，而且产生温度次内力；

（2）非线性温度变化

梁在挠曲变形时，截面上的纵向纤维因温差的伸缩受到约束，从而产

。

生约束温度应力，称为温度自应力σ0

s

对静定结构，只产生截面的温度自应力；

对超静定结构，不但产生截面的温度自应力，而且产生温度次应力；

二、基本结构上温度自应力计算

1 计算简图

2

3 ε

和χ的计算

三、连续梁温度次内力及温度次应力计算

采用结构力学中的力法求解。

四、我国公路桥梁设计规范中温度应力计算公式

规定：T形截面连续梁由于日照引起桥面板与其它部分温度差，从而产生内力。在缺乏实测资料时，可假定温差+5 C，并在桥面板内均匀分布。

1 温度自应力

2 温度次应力

3 温度总应力