專利名稱：一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，本發(fā)明更具體地涉及一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)確定方法。
背景技術(shù)：
混凝土結(jié)構(gòu)在遭受溫度變化發(fā)生熱脹冷縮時(shí)，鋼筋和混凝土的應(yīng)力是會(huì)產(chǎn)生變化的，當(dāng)變化比較大時(shí)還會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全和正常使用，比如鋼筋應(yīng)力超過設(shè)計(jì)值或混凝土出現(xiàn)大的開裂等。所以，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)考慮溫度效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響。
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002的5. 3. 6條規(guī)定當(dāng)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度和濕度發(fā)生變化可能危及結(jié)構(gòu)的安全或正常使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門的結(jié)構(gòu)分析。但如何進(jìn)行分析，規(guī)范沒有更進(jìn)一步的說明。目前，關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)問題，大多數(shù)國(guó)家的規(guī)范只是提出了簡(jiǎn)單的描述性的要求而沒有提供具體的解決方法。美國(guó)的ACI 349((Code Requirements for NuclearSafety Related Concrete Structures》提出了下列三種指導(dǎo)方法來(lái)處理溫度效應(yīng)問題I)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)溫度作用分析時(shí)，把混凝土截面用未開裂的截面來(lái)進(jìn)行分析。該方法執(zhí)行起來(lái)相對(duì)容易，但由于沒有考慮溫度應(yīng)力隨著截面的開裂和變形而產(chǎn)生的應(yīng)力釋放這一特性而顯得過于保守，計(jì)算得到的應(yīng)力太大。2)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，不管是常規(guī)荷載作用還是溫度作用，都考慮混凝土截面開裂對(duì)應(yīng)力重分布的影響。該方法可能是最精確的計(jì)算方法，但該方法太過復(fù)雜，整體計(jì)算模型需進(jìn)行非線性分析，迭代計(jì)算也不容易收斂，且一般的工程師也難以掌握該方法，故不易于工程上應(yīng)用。3)在計(jì)算常規(guī)荷載作用時(shí)，把混凝土截面用未開裂的截面來(lái)進(jìn)行計(jì)算；僅在計(jì)算溫度荷載作用時(shí)，考慮截面開裂對(duì)溫度應(yīng)力的影響。在工程實(shí)際計(jì)算中，較常用的為上述第一種和第三中方法。在用第一種方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要把溫度效應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行折減，以達(dá)到修正計(jì)算結(jié)果的目的，然后再與其它荷載的內(nèi)力結(jié)果進(jìn)行組合，但這個(gè)折減系數(shù)是多少確定起來(lái)比較盲目，沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊罁?jù)；用第三種方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，常用等效剛度的方式來(lái)考慮混凝土截面開裂對(duì)溫度應(yīng)力的自我消除這一特性先假定為截面不開裂，經(jīng)過結(jié)構(gòu)分析得到截面的內(nèi)力，然后把該內(nèi)力與其它內(nèi)力組合并結(jié)合配筋面積計(jì)算得到截面的等效剛度，根據(jù)此等效剛度再修正結(jié)構(gòu)分析模型，再次進(jìn)行內(nèi)力分析，得到新的內(nèi)力，再進(jìn)行新的等效剛度計(jì)算，依次循環(huán)，直到等效剛度收斂為止，該方法雖具備一定的可操作性，但還是顯得相對(duì)繁瑣，不易于工程應(yīng)用。上述計(jì)算方法都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即是都要先通過對(duì)結(jié)構(gòu)模型施加溫度荷載，利用彈性理論得到相應(yīng)的應(yīng)力，進(jìn)而積分得到內(nèi)力；然后再把該內(nèi)力與其它常規(guī)荷載計(jì)算得到的內(nèi)力進(jìn)行組合，進(jìn)行截面的配筋計(jì)算，因而工程設(shè)計(jì)人員在實(shí)際執(zhí)行過程中不易于實(shí)現(xiàn)，執(zhí)行難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)確定方法。通過所述方法，結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)可以不必去求得其內(nèi)力再參與結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合，而可以通過把直接求得的溫度應(yīng)變與常規(guī)計(jì)算得到的應(yīng)變相疊加的方式來(lái)處理，這樣不但可以避免有限元模型進(jìn)行非線性計(jì)算的難點(diǎn)，還可以考慮混凝土的非線性特性，得到較為合理的結(jié)果。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，提供一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)的確定方法，其特征在于步驟如下(I)確定混凝土截面配筋設(shè)計(jì)的基本信息利用第一長(zhǎng)度測(cè)量裝置確定截面高度值h和截面寬度b，高度值h和寬度b單位均為mm ；a)利用第二長(zhǎng)度測(cè)量裝置確定截面底部和頂部混凝土保護(hù)層的厚度C1和C2 ；b)確定混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、材料等級(jí)及其相應(yīng)的彈性模量E。、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft、軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f。,、軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f。、立方體抗壓強(qiáng)度特征值f；u ;c)確定普通鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、材料等級(jí)及其相應(yīng)的彈性模量匕、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy;d)把截面高度h等分為XN等分，每等分的長(zhǎng)度為
權(quán)利要求
1.一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)的確定方法，其特征在于步驟如下 (1)確定混凝土截面配筋設(shè)計(jì)的基本信息 a)利用第一長(zhǎng)度測(cè)量裝置確定截面高度值h和截面寬度b，高度值h和寬度b單位均為mm ； b)利用第二長(zhǎng)度測(cè)量裝置確定截面底部和頂部混凝土保護(hù)層的厚度C1和C2； C)確定混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、材料等級(jí)及其相應(yīng)的彈性模量E。、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft、軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f。,、軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f。、立方體抗壓強(qiáng)度特征值f；u ; d)確定普通鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、材料等級(jí)及其相應(yīng)的彈性模量Es、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy; e)把截面高度h等分為XN等分，每等分的長(zhǎng)度為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)確定方法，在步驟(4)中，軸力設(shè)計(jì)值Nd的符號(hào)為使截面受拉為正受壓為負(fù)，彎矩設(shè)計(jì)值Md的符號(hào)為使截面頂部受拉底部受壓為正和頂部受拉底部受壓為負(fù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混凝土構(gòu)件溫度效應(yīng)的確定方法，本發(fā)明通過把直接得到的構(gòu)件溫度應(yīng)變與常規(guī)荷載作用計(jì)算得到的應(yīng)變相疊加的方式來(lái)進(jìn)行截面的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算，這樣不但可以避免用結(jié)構(gòu)整體有限元模型進(jìn)行非線性計(jì)算的難點(diǎn)，還可以把混凝土的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特性考慮進(jìn)來(lái)，從而得到混凝土構(gòu)件在溫度變化狀態(tài)下的較為合理的溫度效應(yīng)。
文檔編號(hào)G01N33/38GK102636634SQ20121001997
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者張素枝, 李玉龍, 李金光, 鄭建華 申請(qǐng)人:中國(guó)寰球工程公司