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超长混凝土结构温度场与温度应力研究进展探讨摘要:由于混凝土结构的热传导性能差,其内外表面不断以辐射、对流和传导等方式与周围空气介质进行的热交换等作用,将使表面温度迅速上升(降低),但结构的内部温度仍处于原来状态,在混凝土结构中形成较大的温度梯度,混凝土结构的各部分处于不同温度状态。由此产生的温度变形,当被结构的内外约束阻碍时,会产生相当大的温差应力。关键词:超长混凝土结构;温度应力;温度场;温差荷载;混凝土开裂;耐久性;配筋量1引言目前,在一般的超长建筑结构设计的过程中,往往忽略由太阳日辐射产生的温度荷载。这对于混凝土表层有贴面,并不直接暴露于太阳直射下的结构来说是可以接受的,但对于混凝土外没有保护贴面的,特别是些体积比较庞大的超长结构来说,是远远不够的。许多工程结构在施工与使用中发生严重的裂损现象表明,还存在引起结构物裂损的温差荷载。2超长混凝土结构温度场研究进展温度应力是超长框架结构设计需要考虑的重要因素,而建筑物温度场的合理选择和建立是后续温度应力分析的基础,是决定温度应力结果合理与否的关键,因此在建筑材料导热的基础上对整个结构温度场的计算分析是必要的。在大体积超长混凝土结构中,温度场的发展过程可以分为三个
f阶段:①早期温度场,自浇筑混凝土开始,至水泥放热作用基本结束时止,一般约一个月左右。此阶段特点:因水泥水化热作用而放出大量水化热,引起温度场的急剧变化;②中期温度场,自水泥放热作用基本结束时至混凝土冷却到最终稳定温度时止。这时的温度场是由于混凝土冷却及外界温度变化所引起的;③晚期温度场,混凝土完全冷却以后的运行期,温度应力主要是由外界气温和水温的变化所引起的,故又称为运行期温度场。
一般认为,结构在运行期间的温度荷载有以下3类:①季节温差指结构闭合阶段的施工期温度与使用阶段温度之差,也称结构中面温差,由极缓慢的气温变化所致;②骤降温差主要是强冷空气的侵袭作用和日落后夜间形成的内高外低温差;③日照温差指同一天太阳照射在结构的不同部位引起的温差。
有学者认为:在使用期间,建筑物的环境温度由空气温度加上太阳热辐射在建物表面产生的日照温度组成。空气温度对建筑物来说是一个均匀分布的温度场,它所产生的建筑物表面温度可由空气与建筑物表面之间进行热交换得到,因此建筑物的表面温度通常与空气温度不相等。日照温度是由建筑物表面直接吸收太阳热辐射产生,它无需空r
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