约束状态对混凝土温度变形和温度应力的影响探讨

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温度应力是一项重要的结构荷载，有时甚至会成为结构在运行过程中开裂或破坏的关键因素。绝大多数混凝土建筑物所处环境的温度都是交替变化的，温度应力的产生和影响是无法避免的。基于混凝土温度应力分析和测定的重要性和混凝土温度应力计算值与实测值存在着较大差异，本文通过设计实验方法，进行实验室直接测定混凝土试件的温度变形的温度应力。通过实测的温度变形和温度应力与理论计算的结果对比，探讨分析各个影响因素对混凝土温度变形和温度应力的影响。
　　试验结果表明，在温度变化大致相同时，混凝土试件的温度变形量与其初始应力状态密切相关，初始压应力越大，试件所受的约束作用越强，产生的温度变形量越小。针对实测温度应力小于理论计算温度应力的问题主要进行以下探讨：
　　一、简单推导对了弹性力学的温度应力理论计算公式。
　　二、试验验证了混凝土弹性模量在常温范围内（20~70℃）的随温度变化是可以忽略不计的。
　　三、对受压状态下混凝土的热膨胀机理进行了探讨。首先探讨了均匀材料的受压热膨胀机理，混凝土材料在这个基础上还有自身独特的变形规律。其次用钢管的温度变形试验验证了钢管在受压状态下的温度变形规律，证实钢管在受压情况下，其温度膨胀变形也要小于自由状态，但是受压状态下钢管温度变形量的减小程度要比混凝土试件小得多。
　　四、根据已有的研究成果和试验过程中实际温度变形量小于理论计算量的试验现象，着重分析了混凝土试件在受压状态下的温度变形规律，提出了“混凝土温度变形系数φ”新概念，并利用温度应力理论计算公式反演分析，得到了混凝土温度变形系数φ与混凝土初始压应力的关系。
　　通过这些探讨分析，在实际工程中，当计算结构或者构件的温度应力时，应该考虑应力状态对其温度变形性能的影响。

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作者
蒋元成;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科建筑与土木工程
授予学位硕士
导师姓名亢景付,郑铁华;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类混凝土及混凝土制品;
关键词
混凝土结构; 约束状态; 温度应力; 弹性力学;

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