超长混凝土结构温度效应分析及裂缝控制研究

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1、贵州大学硕士学位论文能等因素有关。迄今为止，国内外有许多专家、学者从不同角度对超长混凝土结构温度场计算模型的建立和求解、温度应力的计算等方面做出了一些卓有成效的研究，他们的研究成果可归纳为以下几个方面:1.2.1温度场的建立及求解方面的研究对于温度场的分布计算理论，对由不同材料组成的结构来说，其温度分布不容易确定，张国新在文献[3]中认为传统的热传导有限元方程是以导温系数和等效表面散热系数作为基本参数，当用于计算比热和容重乘积相差较大时，会带来较大的误差。他从热量平衡方程出发，提出直接用导热系数、表面

2、散热系数和热量为基本参数的热传导有限元方法，事实表明这种方法可以正确地计算由不同材料组成的结构的温度场;梅甫良等在文献[4]中提出了一种计算混凝土结构非稳态场的新方法，他首先对空间域进行了有限元离散并用状态方程表示有限元控制方程，然后利用精细积分公式导出了当前时问步结点温度向量之间关系的递推公式，此公式的计算精度比中心差分法更高;秦雅菲等在文献[5]中提出了用无单元法来求解平面稳态温度场的第一类边界条件及混合边值条件问题并编制相应的计算程序，通过算例与有限元方法的计算结果进行比较，表明无单元法能较好地

3、解决平面稳态温度场问题。在温度场求解方面，基于不同程度的简化，多种方法被应用于求解温度场的热传导微分方程:Threlkeld在文献[40]中分析了初始条件对稳态周期解的影响，认为初始条件的选取不当对最后稳态周期解的影响会因为计算时间的延续而消除。KuehnTH和Maldonado采用有限差分法((FDM)，求得了热传导微分方程的隐式差分解[39];艾兵、顾渭建也进行了同样的研究[8][9]ChenH-T和Lin采用了有限元法((FEM)及Laplace变换，对复合板在非线性辐射换热下的温度场进行了计算

4、[38][37];Kaushika和Bansal采用Threlkeld提出的方法对建筑结构传热进行了相关的研究，并制作了缩尺模型进行了实验研究[36]。Mathews和Jensen对已有的传热计算程序进行了评估，并对各种程序的计算结果进行了比较[35][34]oB.A.Price和Samia.Al-Sanea采用有限体元法(FVM)，对第三类边界条件的热传导微分方程中非线性项进行线性离散处理，并编制了相关的程序，进行了瞬态计算[33][32]G.Davies对建筑物瞬态传热Fourie:方程的进行了解

5、答[31]。梅甫良利用精细积4贵州大学硕士学位论文分公式导出了当前时间步结点温度向量与前一时间步结点温度向量之间关系的递推公式，从而提出了一种计算混凝土结构非稳态温度场的新方法[18]。金伟良、叶甲淳等在文献[19]中提出了一种计算砌体结构温度场的简化方法，推导了一维瞬态温度场的隐式差分公式。干钢、李志磊等在文献[20]中借助于通用有限元软件ABAQUS对典型的建筑结构屋面和墙体在周围环境温度、太阳辐射及非线性辐射交换等周期性变化的边界条件下的温度场进行了数值模拟。结果表明，非线性辐射换热相比于表面对

6、流换热来说不能忽略，保温层的铺设对混凝土板的温度分布有重要影响。1.2.1结构温度应力计算方法的研究张高在文献[21]中对高层建筑结构的温度场的分布、理论依据、简化假定、计算过程及高层建筑结构的竖向整体温度内力、局部温度内力的计算方法进行了综述和评论;汪胡烈和周岱在文献[22]中研究了温度变化对多高层框架结构的作用，并计算了在季节温差、内外温差和日照温差等三种温差下框架结构的内力，通过计算，认为在三类温差都较大的地区，宜考虑计算温度内力及变形，温度内力在框架结构中不占主导地位，但随着层数的增加，其在总

7、内力中所占的份额呈增大趋势。谢靖中在文献[23]中针对超长体形房屋随季节性温度变化产生较大温度作用的情况，提出底部楼层分缝而上部楼层连接处理的方法，通过对一个五层框架结构计算，发现只将底层分一道缝便降低温度应力30%，分两道缝时，温度内力降低50%，接近全高分缝的结果;夏勇等在文献[24]中从日照和水化热两方面考虑高层剪力墙结构温度作用效应，通过热传导微分方程导出日照作用下非均匀材料的差分方程，用数值方法求解墙体的温度场的分布，并考虑水化热降温曲线，求得构件在水化热反应过程中温度应力的等效温差。计算了

8、结构最不利温度应力和组合值;傅学怡在文献[25]中在计算高层建筑竖向温差内力时，将随季节变化、太阳辐射造成的温差分为两类，一类是外表构件自身内外表面的温差，称为局部温差;另一类是外表构件和室内构件中面间的温差，称为整体温差。将局部温差简化成在截面上呈线性分布。利用变形协调方程，同时考虑混凝土徐变应力松弛特性，计算整体温差下的温度内力和变形。李鸿猷在文献[26]中也对该类问题作了解答。唐永进等在文献[27]中把Wilson非协调元应用于温度应力分析，采用线