本发明专利技术公开了一种超长混凝土结构温度应力计算方法及应力抵抗装置，具体包括以下步骤：搜集工程所在地区近年的气象温度，并计算出施工阶段的平均气象温度；取地下室、墙体外侧和梁板分别在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值；依据施工组织计划的工况和实际的气象温度，计算不同工况下混凝土结构位置点的空气温度。本发明专利技术提供的超长混凝土结构温度应力计算方法，根据环境的温度来判断超长混凝土结构的实际温度，进而估算超长混凝土结构的应力大小，判断其是否可能出现裂缝，方便施工人员采取必要措施。方便施工人员采取必要措施。方便施工人员采取必要措施。
【技术实现步骤摘要】
一种超长混凝土结构温度应力计算方法及应力抵抗装置
[0001]本专利技术涉及超长混凝土温度应力计算
，尤其涉及一种超长混凝土结构温度应力计算方法及应力抵抗装置。
技术介绍
[0002]曝露于自然环境中的建筑物，从结构施工到投入正常使用的过程中将受到来自于周围自然环境条件变化带来的影响，在众多的外界环境因素中，温度作用对超长结构造成的不利影响尤为突出。随着城市建设的发展，大量的超长结构不断出现，超长楼盖结构最大的问题是由于混凝土收缩和温度应力带来的裂缝问题，混凝土收缩问题通常可以在施工阶段通过降低水泥水化热、降低混凝土早期强度、外掺杂添加剂、设置施工后胶带等措施加以解决。而温度应力需要通过其他方法进一步解决，一般可采用加大配筋、施加预应力等手段，以抵抗温度应力，减小混凝土结构的裂缝。
[0003]目前超长结构温度应力计算时，往往忽略环境温度或简单按大环境温度计算。为了准确计算环境温度下的温度应力，本专利技术提出了一种基于气象温度的普通厚度超长混凝土结构温度应力计算方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种超长混凝土结构温度应力计算方法，解决了如何根据环境的温度来判断超长混凝土结构的实际温度，进而根据该实际温度估算超长混凝土结构的应力大小，判断其是否可能出现裂缝的问题，方便施工人员采取必要措施；同时本方案还提供了一种应力抵抗装置，用于应力过大以及可能出现裂缝的情形，为超长混凝土结构的裂缝问题，提供了一整套的解决方案。
[0005]一种超长混凝土结构温度应力计算方法，具体包括以下步骤：
[0006]步骤S1：搜集工程所在地区近年的气象温度，并计算出施工阶段的平均气象温度，可以用一天中2时、8时、14时、20时四个时刻的平均气温作为一天的平均气温；
[0007]步骤S2：取地下室在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；
[0008]步骤S3：取墙体外侧在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；
[0009]步骤S4：取梁板在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；
[0010]步骤S5：依据施工组织计划的工况和上述的温差取值表，根据实际的气象温度，来计算不同工况下相应混凝土结构位置点的空气温度，利用计算得到的空气温度数据，通过
数值模拟得到超长结构温度数据曲线，根据超长结构的温度应力计算公式，来计算超长结构的应力大小；
[0011]当应力值接近或者超过混凝土断裂的临界值时，在该位置点设置应力抵抗措施；
[0012]步骤S6：设计一个应力抵抗装置，并将其覆盖在混凝土裂纹的周围，当裂纹处受热膨胀时，膨胀力施加在应力抵抗装置上，该应力抵抗装置实现对该膨胀力的反向抵抗以及对膨胀力的分散效果。
[0013]所述步骤S5中，超长结构的温度应力计算公式如下：
[0014][0015]其中ΔT
i
为第i阶段的总温差，包括水化热温差、当量温差和环境温差；环境温差对大体积混凝土忽略，对普通厚度混凝土简单按气象温差，即步骤S5所得到的超长结构温度数据曲线数据；
[0016]式中：σ(t)——t时间段混凝土的温度应力；α—混凝土的线膨胀系数，取1.0
×
10
‑5；μ—泊松比；L—结构的长度，取试验底板的实际长度；H
i
(t,τ
i
)—由时间t至τ
i
的应力松弛系数；E
i
—混凝土处于第i阶段时的弹性模量，按每天的混凝土弹性模量取值，其中
[0017][0018]，Cx根据试验实际约束条件选取，H为结构的高度。
[0019]根据上述超长结构的温度应力计算公式，来计算出超长结构不同阶段的温度应力。
[0020]所述步骤S5中，数值模拟时采用有限元软件，建立超长结构模型，按照工期安排，分不同工况，将对应混凝土结构位置的温度赋予模型，从而得到超长结构内部温度场。
[0021]一种超长混凝土结构的应力抵抗装置，包括竖直放置的定位板、设置在所述定位板一侧面上的铰接座一和铰接座二、底面与所述铰接座一连接的挡板一、底面与所述铰接座二连接的挡板二；
[0022]所述定位板的一侧面设置有倾斜面一和倾斜面二，所述倾斜面一和所述倾斜面二之间为平面结构，所述挡板一的内侧面贴在所述倾斜面一上，所述挡板二的内侧面贴在所述倾斜面二上；
[0023]所述挡板一和所述挡板二的外侧面通过混凝土与建筑物连接，所述挡板一和所述挡板二分别设置在裂缝的两侧。
[0024]所述挡板一的外侧面包括依次连接的第一平面、斜面和第二平面，所述第一平面靠近所述挡板二设置，所述铰接座一设置在所述斜面的上端或者下端；
[0025]所述第一平面紧贴在所述建筑物的侧面，所述第二平面与所述建筑物的侧面之间设置有间隙。
[0026]所述挡板二的结构与所述挡板一的结构一致，且所述挡板一和所述挡板二关于所述定位板的中心截面镜像对称。
[0027]所述定位板为壳体结构且顶端部开口，所述定位板的顶端还设置有顶盖；
[0028]所述定位板的外侧面还设置有进口和出口。
[0029]本专利技术达成以下显著效果：
[0030](1)现有技术在计算温度应力时往往忽略环境温度或简单按大环境温度计算，均不准确，对于大体积混凝土温度应力计算时环境温差可以忽略，但普通厚度混凝土的温度变化规律与大体积混凝土不同，受工况影响大，环境温差甚至在综合温差占主导作用，忽略环境温度会低估温度应力造成开裂，简单按大环境温度会高估温度应力导致不经济，本方案可以相对准确地考虑环境温度，计算超长结构温度应力，方便合理采取施工措施，预防开裂，节约资源，提高施工质量。
[0031](2)本专利技术依据工程所在地气象温度，适用范围广，结合工况和数值模拟得到结构内部环境温度影响，符合实际情况，计算的温度应力更贴近实际，方便合理采取施工措施，预防开裂，节约资源，提高施工质量。
[0032](3)本方案设计了应力抵抗装置，设置在可能开裂或者已经开裂的混凝土位置，当建筑物的外侧发生开裂时，裂纹的两侧分别与第一平面接触，并对第一平面施加作用力，第二平面与斜面通过混凝土与建筑物接触，此外，挡板一和挡板二是分别与定位板铰接连接的，因此，一方面，起到缓冲的作用，另一方面，第一平面还对裂缝两侧起到反作用力的效果，避免裂缝扩大。
[0033](4)设置有进口和出口，可以向进口处通入热水、热空气、冷水或者冷空气，最终在炎热以及寒冷季节，实现混凝土结构温度的调节作用。
附图说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超长混凝土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：搜集工程所在地区近年的气象温度，并计算出施工阶段的平均气象温度，可以用一天中2时、8时、14时、20时四个时刻的平均气温作为一天的平均气温；步骤S2：取地下室在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；步骤S3：取墙体外侧在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；步骤S4：取梁板在顶板模架搭设前、顶板模架搭设至浇筑、顶板浇筑至地下室封闭、地下室封闭这四种工况下的混凝土结构位置点，计算气象温度和该混凝土结构位置点空气温度的差值，并形成温差取值表；步骤S5：依据施工组织计划的工况和上述的温差取值表，根据实际的气象温度，来计算不同工况下相应混凝土结构位置点的空气温度，利用计算得到的空气温度数据，通过数值模拟得到超长结构温度数据曲线，根据超长结构的温度应力计算公式，来计算超长结构的应力大小；当应力值接近或者超过混凝土断裂的临界值时，在该位置点设置应力抵抗措施；步骤S6：设计一个应力抵抗装置，并将其覆盖在混凝土裂纹的周围，当裂纹处受热膨胀时，膨胀力施加在应力抵抗装置上，该应力抵抗装置实现对该膨胀力的反向抵抗以及对膨胀力的分散效果。2.根据权利要求1所述的超长混凝土结构温度应力计算方法，其特征在于，所述步骤S5中，超长结构的温度应力计算公式如下：其中ΔT
i
为第i阶段的总温差，包括水化热温差、当量温差和环境温差；环境温差对大体积混凝土忽略，对普通厚度混凝土简单按气象温差，即步骤S5所得到的超长结构温度数据曲线数据；式中:σ(t)——t时间段混凝土的温度应力；α——混凝土的线膨胀系数，取1.0
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶林，张同波，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：
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