混凝土的温度应力教学课件PPT.ppt

第二节第二节 混凝土温度应力混凝土温度应力一、大体积混凝土温度应力特点一、大体积混凝土温度应力特点 混凝土的温度取决于它本身所贮备的热能，在绝混凝土的温度取决于它本身所贮备的热能，在绝热条件下，混凝土内部的最高温度是浇筑温度与热条件下，混凝土内部的最高温度是浇筑温度与水泥水化热温度的总和。但在实际情况下，由于水泥水化热温度的总和。但在实际情况下，由于混凝土的温度与外界环境有温差存在，而结构物混凝土的温度与外界环境有温差存在，而结构物四周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的四周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的混凝土与其四周环境之间，就会发生热能的交换。混凝土与其四周环境之间，就会发生热能的交换。模板、外界气候（包括温度、湿度和风速）和养模板、外界气候（包括温度、湿度和风速）和养护条件等因素，都会不断改变混凝土所贮备的热护条件等因素，都会不断改变混凝土所贮备的热能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此，能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此，混凝土内部的最高温度，实际上是由浇筑温度、混凝土内部的最高温度，实际上是由浇筑温度、水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。热温度三部分组成。建筑工程大体积混凝土结构的尺寸没有水利工程大建筑工程大体积混凝土结构的尺寸没有水利工程大体积混凝土结构那样厚大，因此，裂缝的出现不仅体积混凝土结构那样厚大，因此，裂缝的出现不仅有水泥水化热的问题和外界气温的影响，而且还显有水泥水化热的问题和外界气温的影响，而且还显著受到收缩的影响。建筑工程结构多为钢筋混凝土著受到收缩的影响。建筑工程结构多为钢筋混凝土结构，一般不存在承载力的问题，因此，在施工阶结构，一般不存在承载力的问题，因此，在施工阶段，结构产生的表面裂缝危害性较小，主要应防止段，结构产生的表面裂缝危害性较小，主要应防止贯穿性裂缝；而外约束不仅是导致裂缝的主要因素贯穿性裂缝；而外约束不仅是导致裂缝的主要因素，同时也是决定伸缩缝间距（或裂缝间距）的主要，同时也是决定伸缩缝间距（或裂缝间距）的主要条件。条件。二、大体积混凝土温度应力计算二、大体积混凝土温度应力计算 在高层建筑中，基础混凝土底板大都属于大在高层建筑中，基础混凝土底板大都属于大体积混凝土范畴，并且通常底板的长边一般体积混凝土范畴，并且通常底板的长边一般都长达数十米，整体一次性浇注。混凝土内都长达数十米，整体一次性浇注。混凝土内部绝热温升很高，部绝热温升很高，在随后的降温过程中，底在随后的降温过程中，底板将收缩，由于基土对底板的约束，底板中板将收缩，由于基土对底板的约束，底板中将产生较大的结构温缩拉应力，此温缩拉应将产生较大的结构温缩拉应力，此温缩拉应力若超过此时混凝土的抗拉强度，则底板内力若超过此时混凝土的抗拉强度，则底板内将产生裂缝。将产生裂缝。因此大体积混凝土底板施工应因此大体积混凝土底板施工应核算温度应力是否会导致底板出现裂缝。若核算温度应力是否会导致底板出现裂缝。若结构温度应力过大，则应调整大体积混凝土结构温度应力过大，则应调整大体积混凝土施工方案，降低内部最大温升值。施工方案，降低内部最大温升值。准确的计算混凝土的水泥水化热降温温差有一准确的计算混凝土的水泥水化热降温温差有一定的困难。而混凝土的水泥水化热降温温差相定的困难。而混凝土的水泥水化热降温温差相似于混凝土的水泥水化热升温温差，因此，可似于混凝土的水泥水化热升温温差，因此，可以计算混凝土浇筑后因水泥水化热的升温值来以计算混凝土浇筑后因水泥水化热的升温值来确定水泥水化热降温温差。确定水泥水化热降温温差。高层建筑基础混凝土底板，例如箱形基础、桩高层建筑基础混凝土底板，例如箱形基础、桩基承台和笩式基础的厚度远小于长度和宽度，基承台和笩式基础的厚度远小于长度和宽度，如厚度小于或等于如厚度小于或等于0.2倍的长度（倍的长度（H/L0.2）时）时，在温度收缩变形作用下，其全截面基本为均，在温度收缩变形作用下，其全截面基本为均匀受力。另外一般的高层建筑混凝土基础都是匀受力。另外一般的高层建筑混凝土基础都是有一定宽度的大体积混凝土结构，所以本教材有一定宽度的大体积混凝土结构，所以本教材只研究按二维结构计算的大体积混凝土的温度只研究按二维结构计算的大体积混凝土的温度应力。应力。1.大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算（1）最大绝热温升）最大绝热温升 假定在混凝土周围没有任何散热条件、没有任何热假定在混凝土周围没有任何散热条件、没有任何热损耗的情况下，水泥和水化后产生的水化热量，全损耗的情况下，水泥和水化后产生的水化热量，全部转化为温升后的最后温度，称为最大绝热温升，部转化为温升后的最后温度，称为最大绝热温升，用表示，可用下式之一计算：用表示，可用下式之一计算：（4-1）（4-2）()chmK F QTc(1)mtchmQTec