现浇混凝土肋梁屋面板温度场及温度应变分析

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1、第37卷第12期建筑技术开发Vo1．37-No．122010年12月BuildingTechniqueDevelopmentDec．2010现浇混凝土肋粱屋面板温度场及温度应变分析周其华古晓君王泽明高佳(1．贵州凯和建设工程有限公司，贵阳550005；2．贵州大学土建学院，贵阳550003)[摘要]通过对现浇混凝土屋面板实体模型温度和变形的长期实测，得出正常使用状态楼面板内温度场分布的特征以及温度变化引起的应变分布情况，总结出一些对工程施工和设计有价值的参考。[关键词]现浇混凝土肋深屋面；温度场；温度应变[中

2、图分类号]TU502．2[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2010)12-0048-031背景温度对屋面板的影响早已被人们所熟知，并且从概念上提出了相应的处理措施，比如在屋面上板上设置温度伸缩缝进行结构分区，减小混凝土的水泥用量等，将温度变形控制在允许范围之类。温度场在屋面板随时间和外部温度的变化规律的研究在理论上比较复杂，影响因素太多⋯。随着有限元软件的应用，也有学者用数值模拟的方法对混凝土板·表示贴应变片位置·表示温度传感器位置内温度场进行了数值模拟。用实验的方法是分析温度场及由温度引起混凝

3、土板内应变最直接的方法。2混凝土板内温度场及拉应变实验模型结构形式为现浇混凝土肋形屋盖，混凝土强度C25，混凝土板厚0．1m(见图1)。图2温度传感器及应变片布置3实测数据分析及讨论经过长时间的监测，对所得到的数据进行整理分析，得到的下列温度和应变的效应特征是典型的。3．1混凝土板内温度的实测1)沿厚度方向的平面可以看成等温面。三个平面内的5个温度感应器在各个时刻所记录的温度基本趋于一致。板上缘、中面、下缘温度可分别用平均温度表示为：2)结构温度变化比环境温度变化相对滞后(如图3)。混凝土的板面温度的几个影响

4、因素有：环境温度、太阳辐射、图1模型平面风速、室内环境温度。为了比较环境温度与混凝土板上温度的关系，本次试验阶段室内环境温度控制在18~C。只考虑混凝土中期的实验效果(混凝土龄期在35～混凝土对环境温度的改变表现出了明显的滞后特性。180d期间)。选择温升低、电阻较大的大栅格应变片，温度环境温度在13：30左右达到最大值，而混凝土板温度在传感器在板内上、中、下平面均匀布置(见图2)。根据前期15：0O才达到最大值。混凝土热传导系数小，比如在9：00时研成果，在温度应力较大的地方布置应变片(见图2)。应变刻，混

5、凝土的温度比环境温度低，这也是说明混凝土在热传片及温度感应器严格按标准粘贴，具有较强的防潮能力和长导性质中的惰性特点。期稳定性。太阳辐射对混凝土温度影响很大。在太阳辐射时段，混凝土升温明显(10：OO～17：o0)。在没有太阳辐射后，混凝土收稿日期：2010—09—15温度随着空气温度的降低而大幅度降低(18：00～21：00)。作者简介：周其华(1972-)，男，贵州人，毕业于昆明理工大学建筑与混凝土温度在4：00～6：00间基本达到稳定，其值与空气温土木工程专业，工程硕士，高级经济师，现任贵州凯和建度非常

6、接近，但始终大于空气温度。设工程有限公司总经理。48第37卷周其华，等：现浇混凝土肋梁屋面板温度场及温度应变分析第12期为热应变。1)当实测应变小时，约束应变大，物体内部各部份之间的相互约束应力也大，在同样变温条件下，越靠近角部实测应变越小，收缩引起的拉应力越大(如图5)。而板底混凝土没有热应变，其实测应变均由各部份间的相互约束产生，且为压应变。越靠近角部，其压应变越大，温度应力越大(如图6、图7)。簧匠蛰如∞∞∞∞如∞如柏加m50．4060．8l01．2l41．6l82．02．22．4，z轴坐标图5板面上各

7、点应变为收缩应变一1一t’皿J厂／I／_w1／～-／岔．／_基+／_捉／r，，J024681012141618202224o．4o．6o．81．o1．2141．61．82o2．22．4PCx，z轴坐标／m图6板底各点应变为约束压应变图4中面温度与上下缘温度关系曲线8O由前所述，在混凝土板内沿厚度方向的平面为等温面，7O则混凝土板内温度传导近似为一维稳态导热问题，且板无内热源，则其微分方程和边界条件分别为：60蜜：0。一。；一i50垂40求解得沿板厚方向的温度分布为：：一；y3O中面的温度为：：，与实验结果一致

8、。203．2混凝土板内应变的实测lO当板面温度降低时，由于内部各总部份之间的相互作用l6】．82．o2．22．4与边界约束，混凝土板面实测应变由热应变与约束应变共同轴，m下产生，即=+，其中为实测应变，、，为约束应变，图7板面上各点应变为收缩应变49第12期周其华，等：现浇混凝土肋梁屋面板温度场及温度应变分析第37卷2)对实体进行自然状态下的长时问观察，取某一时间[2]王铁梦工程结构裂缝控制[M]．