一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法技术

本发明专利技术提供一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，具体包括以下步骤：确定计算天数；确定先后浇块计算长度约束系数，按天确定水化热温差、当量温差和环境温差，按天确定弹性模量、松弛系数等基本参数；按天计算单块体最大温度应力，按天计算整体最大温度应力；按照块体中部为最大温度应力，两端温度应力为0，采用抛物线为y=ax2+bx作为温度应力分布曲线；按天计算单块体不同位置的温度应力，按天计算整体不同位置的温度应力；判断步骤S5中的两种温度应力，是否为共同作用；本发明专利技术提供的考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，能够针对超长混凝土结构的温度应力进行计算，极大的提升了工作效率。极大的提升了工作效率。极大的提升了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法


[0001]本专利技术涉及建筑
，具体涉及一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法。

技术介绍

[0002]超长混凝土结构应用越来越广泛，为减少资源消耗，实现绿色低碳建造，就需要采用超长结构无缝施工方法。无缝施工的关键就是通过分块间歇浇筑，以便减少温度应力，防止超长结构开裂，因此需要准确计算温度应力。无论是普通厚度还是大体积的超长混凝土结构，在一定间歇时间后就形成一个整体，在温度作用下，结构长度加大了，需要进行整体的作用。然而，现有技术中，只有针对一个单块体的温度应力计算方法，对于间歇浇筑的情况，规范是按照大体积混凝土降温完成50％，规定了间歇7
‑
10天，这仅仅是经验性质的，针对大体积混凝土的，对于薄的超长结构会造成资源浪费，这极大的降低了工作的效率。因此，为了提升工作效率，如何针对超长混凝土结构的温度应力进行计算，成为本方案重点解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，解决了如何针对超长混凝土结构的温度应力进行计算的技术问题，极大的提升了工作效率。
[0004]一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤S1：确定计算天数d；
[0006]步骤S2：确定先后浇块计算长度L，约束系数Cx，按天确定水化热温差、当量温差和环境温差T，按天确定弹性模量、松弛系数；
[0007]根据超长混凝土结构所受地基约束情况确定约束系数Cx，根据混凝土配合比确定水化热温差和当量温差，根据当地环境温度确定环境温差。
[0008]步骤S3：按天计算单块体最大温度应力σ
1max
，按天计算整体最大温度应力σ
2max
；
[0009]步骤S4：按照块体中部为最大温度应力两端温度应力为0，采用抛物线为y＝ax2+bx作为温度应力分布曲线；
[0010]本温度应力分布曲线用于推导下面提到的任意位置温度应力计算公式。
[0011]步骤S5：按天计算单块体不同位置的温度应力σ1(x)，按天计算整体不同位置的温度应力σ2(x)；
[0012]步骤S6：判断步骤S5中相同位置的两种温度应力，是否为共同作用；
[0013]如果是共同作用，则在共同作用时间内，按天计算将不同位置的两种温度应力叠加σ(x)；
[0014]如果不是共同作用，则在非共同作用时间内，按天计算采用单块体不同位置的温度应力σ1(x)；
[0015]步骤S7：最终输出并获得不同位置的温度应力σ(x)。
[0016]所述步骤S6中，确定先浇块与后浇块共同作用的判定标准：
[0017](1)先浇块降温速率V
先
与后浇块降温速率V
后
对比，相差两倍以内按共同作用，超过两倍按不共同作用，在混凝土内部埋设测温传感器，实时监测混凝土内部温度，计算降温速率；
[0018](2)先浇块水化热结束，后浇块水化热未结束，按不共同作用；
[0019](3)后浇块水化热结束，按共同作用；
[0020]其中，降温至与外界环境温度相同，视为水化热结束；共同作用是指后浇块混凝土与先浇块混凝土共同降温收缩作用。
[0021]所述步骤S3和步骤S4中，所述单块体的最大温度应力计算公式：
[0022][0023]式中，ΔT
i
—为第i段温差，实际是将从温升的峰值至周围气温总降温差
△
T分解为n段；
[0024]E
i
(t)—相当于第i段降温时的弹性模量；
[0025]σ
i
—各龄期混凝土基础所承受的温度应力；
[0026]α—混凝土线膨胀系数1.0x10
‑5；
[0027]μ—泊松比，当基础为双向受力时取0.15；
[0028]L—基础的长度；
[0029]H
i
(t,τ
i
)—相当于第i段龄期τ
i
，经过由t至τ
i
时间的应力松弛系数，t为由峰值温度降至周围气温的时间；
[0030]—该公式反应超长结构受地基约束情况和其长度的影响；
[0031]其中，约束系数(Cx)为现值,不同工况取不同数值，结构厚度H，弹性模量E，ch为双曲余弦函数。
[0032]所述步骤S5中，所述单块体单独作用时，任意位置温度应力计算公式：
[0033]σ1(x)＝(
‑
4σ
1max
/L
x
)x
x
+(4σ
1max
/L)x
[0034]式中σ
1max
—单独作用时单块体最大温度应力；
[0035]L—单块体长度；
[0036]x为计算点位置。
[0037]先浇块和后浇块在共同作用时任意位置温度应力计算公式：
[0038]σ2(x)＝(
‑
σ
2max
/L
x
)x
x
+(2σ
2max
/L)x
[0039]式中σ
2max
—共同作用时整体最大温度应力；
[0040]L—单块体长度：
[0041]上述两者叠加后任意位置温度应力计算公式：
[0042]σ(x)＝[
‑
(4σ
1max
+σ
2max
)/L
x
]x
x
+[(4σ
1max
+2σ
2max
)/L]x。
[0043]先后浇块：超长混凝土结构由于较长，在施工中一般采取分施工段浇筑的方法，定
义先浇筑的施工段为先浇块，后浇筑的相邻施工段为后浇块。
[0044]单独作用：先后浇块分别浇筑，不连接在一起或连成一体但两块体降温速率差2倍以上时，温度应力分别作用在各自的块体上。
[0045]共同作用：先后浇块连成一体且降温速率差小于2倍时，温度应力作用在整个块体上。
[0046]本专利技术达成以下显著效果：
[0047](1)针对分块浇筑的超长混凝土结构，考虑了间歇后超长混凝土结构先后浇块间既有块体单独作用，又有块体共同作用的情况，具有更广泛的适用性；
[0048](2)采用本专利技术计算的温度应力更加准确，可以据此提出合理的间歇时间，减少结构开裂的可能；
[0049](3)根据这种计算方法，可以准确计算超长结构整体在不同间歇时间下的温度应力，与混凝土抗拉强度进行直观比较，可以提出更加合理、更短的间歇时间，从而加快施工速度，降低能源消耗，符合绿色低碳发展方向。
附图说明
[0050]图1为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1：确定计算天数d；步骤S2：确定先后浇块计算长度(L)，约束系数(Cx)，按天确定水化热温差、当量温差和环境温差(T)，按天确定弹性模量、松弛系数；根据超长混凝土结构所受地基约束情况确定约束系数Cx，根据混凝土配合比确定水化热温差和当量温差，根据当地环境温度确定环境温差；步骤S3：按天计算单块体最大温度应力σ
1max
，按天计算整体最大温度应力σ
2max
；步骤S4：按照块体中部为最大温度应力两端温度应力为0，采用抛物线为y＝ax2+bx作为温度应力分布曲线；步骤S5：按天计算单块体不同位置的温度应力σ1(x)，按天计算整体不同位置的温度应力σ2(x)；步骤S6：判断步骤S5中相同位置的两种温度应力，是否为共同作用；如果是共同作用，则在共同作用时间内，按天计算将不同位置的两种温度应力叠加σ(x)；如果不是共同作用，则在非共同作用时间内，按天计算采用单块体不同位置的温度应力σ1(x)；步骤S7：最终输出并获得不同位置的温度应力σ(x)。2.根据权利要求1所述的考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，其特征在于，所述步骤S6中，确定先浇块与后浇块共同作用的判定标准：(1)先浇块降温速率V
先
与后浇块降温速率V
后
对比，相差两倍以内按共同作用，超过两倍按不共同作用，在混凝土内部埋设测温传感器，实时监测混凝土内部温度，计算降温速率；(2)先浇块水化热结束，后浇块水化热未结束，按不共同作用；(3)后浇块水化热结束，按共同作用；其中，降温至与外界环境温度相同，视为水化热结束；共同作用是指后浇块混凝土与先浇块混凝土共同降温收缩作用。3.根据权利要求1所述的考虑先后浇块共同作用的超长结构温度应力计算方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4中，所述单块体的最大温度应力计算公式：式中，ΔT
i
—为第i段温差，实际是将从温升的峰值至周围气温总降温差
△...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同波，叶林，李翠翠，许卫晓，
申请(专利权)人：青建集团股份公司，
类型：发明
国别省市：