初应变对现浇混凝土屋面板内力的影响

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1、第37卷第2期建筑技术开发Vo1．37，No．22010年2月BuildingTechniqueDevelopmentFeb．2OlO初应变对现浇混凝土屋面板内力的影响王懿丁圣果(贵州大学土木建筑工程学院，贵阳550003)[摘要]针对混凝土屋面板因特殊的生成环境及使用环境而产生显著初变形的特征，采用ANSYS有限元分析软件，分析混凝土屋面板初应变产生的内力特性及开裂机理，并在总结归纳典型分析结果的基础上结合工程应用提出建议。希望所做的工作对这类构件的设计及施工提供有价值参考。[关键词]屋面板；初应变；开裂[中图分类号]TU3

2、12．1[文献标志码]A【文章编号]1001—523X(2010)02-0006-05INFLUENCEoFINITIALSTRAINoNCoNCRETERooF-PLATEWangYiDingSheng—guo[Abstract]Astheparticularworkenvironmentandformationenvironmentoftheconcreteroof-plate，thenoticeableinitialstraintakeplace．BythefiniteelementanalysissoftwareANS

3、YS，internalforceandcrackmechanismoftheconcreteroof-platebasedontheinitialstrainareanalysed．Sumuptheachievedtypicalresultsandintergratewiththeengineeringapplication，Thefinishedworkareexpectedtoprovideavaluablereferenceforthedesigningandconstructionoftheconcreteroof—p

4、late．[Keywords]roof-plate；initialstrain；crack1背景变温作用包括板中面平均变温作用包括板中面平均变温t。现浇混凝土屋面板开裂是建筑工程中较难克服的质量和内外缘温差△￡，若混凝土线性膨胀系数为，当板上缘变通病。引起屋面板内应力超限的因素包括直接作用与间接温t．oC，板下缘变温f℃时：轴线平均变温to：，内外缘作用，前者主要指板面竖向荷载集度，其作用效应无论在理温差At=lt。一tJ，从而引起轴线正应变：Ot。。截面转角论或设计实践中人们已有了较详实的认识；间接作用主要由d一tandO=

5、d(t2一t)ds／h，引起轴线弯曲应变，co=dO／ds=于屋面板的约束变形，包括板的轴向伸缩±及弯曲变形±。引起屋面板约束初应变的因素十分复杂，主要影响因d(￡一)出／h／ds：±(图1)。素可归纳如下：1)变温：屋面板处于较特殊的工作环境，外缘处于露天dO环境，内缘处于室内环境，因昼夜温差及季节温差作用，屋面

6、』板工作环境存在较大的内外缘温差△t和轴线变温t。。At最＼dfl出f、高可达30～50~C，此外，因建筑所处地理环境不同，屋面板长＼期工作环境尚存在明显差异，如西部高海拔地区冬季干燥，、d口1冻雨，季节温差大，这

7、与沿海地区湿热天候形成较大差异。轴线ato凼、

8、‘基金项目：国家自然科学基金资助项目(项目编号：50868002)

9、tt2收稿日期：2009—11一l5、作者简介：王懿(1986．)，男，贵州遵义人，本科毕业于四川大学建dsat,ds筑与环境学院，现为贵州大学土木建筑学院结构工程硕士图1曲率计算模型研究生。研究方向：建筑结构上部体系弹塑性分析。6第37卷王懿，等：初应变对现浇混凝土屋面板内力的影响第2期2)施工条件差异。因施工中对下缘养护不便，混凝土的20．0固结环境在内外缘存在显著差异，内外缘的混凝土收缩量不17．5一致导致

10、初曲率K；15．03)材料物理差异。混凝土配合比、水灰比、骨料强度、粒12．5l0．0度、添加剂均是引起混凝土板正应变的显著因素；7．5对材料物理性质及施工条件引起的轴向变形，一般需5．0由实验确定，文献[1]在进行大量调查统计及实验的基础上，2．5提出估计的计算公式：O0l}MlM2⋯M其中8．=3．24×10一，为标准状态下单位长度的极限收图3混凝土本构关系缩量。M。一

11、】lf。。为对s。的修正系数，分别考虑了水泥品种、骨5)考虑竖向荷载与约束变形共同引起板的组合效应料、水灰比、配筋率、施工操作方法、初期养护时间与加荷龄特

12、征J。期等因素对标准状态极限收缩应变．的影响。2计算模型4)边界约束强度差异。建筑结构设计中板与梁肋均采按上述计算原则，运用ANSYS有限元软件所建模型中，用上缘平或下缘平，因此引起板内外缘约束条件不同，一般最能直接反映初应变影响的模型如图2。混凝土强度等级日内缘约束强于外缘