上述的三种温差荷载,具有不同的特点,如表2.1所示:
表2.1 三种温差荷载的性质
类型 主要影响因素 时间性 作用范围 分布状态 对结构的作用
季节温差 季节更替 长期缓慢 整体 均匀 整体应力较大
骤然温差 强冷空气 短时变化 整体 较均匀 应力较大
日照温差 太阳辐射 短时急变 局部 不均匀 局部应力较大
本文主要考虑季节温差。骤然温差一般比季节温差小,而达到季节温差荷载的时间较长,故骤然温差可以不进行计算。而日照温差考虑的是太阳辐射对顶层的作用,本工程为地下室,也不需考虑。
2.6 混凝土的收缩分析
2.6.1 混凝土的收缩现象
混凝土凝结硬化时,在空气中体积收缩,在水中体积膨胀。通常,收缩值比膨胀值大很多。混凝土收缩值随着时间而增长,蒸汽养护混凝土的收缩值要小于常温养护下的收缩值。这是因为混凝土在蒸汽养护过程中,高温高湿的条件加速了水泥的水化和凝结硬化,一部分游离水由于水泥水化作用被快速吸收,使脱离试件表面蒸发的游离水减小,因此其收缩变形减小。养护不好的混凝土结构表面容易出现收缩裂缝。
2.6.2 混凝土收缩变形的计算公式
混凝土凝结、硬化过程中会出现收缩变形,当外部条件对这种变形产生约束时,混凝土构件不能自由变形而产生收缩应力,这种应力与整体温差作用产生的温度应力的十分相像,所以可以将收缩变形等效成温差,并将它与季节温差进行叠加从而形成结构的计算温差。文献综述
实际工程所处环境温度、湿度和与室内不同,混凝土配比也有所变化,构件尺寸、含钢率及龄期也不断变化。也就是说,在实际工程中应用室内收缩试验资料时,要考虑很多混凝土收缩的影响因素。很多国家与地区都根据自己的混凝土原材料和结构计算的需要,通过试验研究,提出自己实用的估算收缩公式[14]。我国由10个单位组成的“混凝土收缩与徐变的试验研究”专题协作组经三年努力,于1986年提出了混凝土收缩估算公式。国外也有很多估算混凝土收缩的方法,如欧洲混凝土委员会/国际预应力联合会(CEB/FIP,1970年)方法、美国混凝土学会(ACI)建议的方法、日本土木学会方法、美国贝赞脱-配奈莱(Bazant-Panula)方法以及派洛脱(Parrott)简化法等[14]。
时间越长,混凝土的收缩变形也会越大,但是收缩的速度越来越小。根据大量的实际工程的总结,收缩变形一般在4周内完成所有收缩量的50%,3个月以后,收缩变形增加的非常缓慢,2年后基本稳定,最终收缩量差不多为(2~5)×10-4。现在大量使用的商品混凝土收缩量约为(6~8)×10-4,如不进行处理,仅混凝土收缩就可以导致超长混凝土结构开裂[12]。
混凝土的收缩变形必需转化成当量温差才能输入模型中,混凝土温差自由应变为
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