混凝土温度应力特性探讨

发布时间：2020-02-05 13:28

【摘要】：在小浪底排沙洞工程中,温度变化情况下,对埋于衬砌结构内部的混凝土应变计、钢筋计等观测仪器所得实测数据进行分析整理,分析发现,在施工期内衬砌结构同一断面不同位置处的应力应变状态的变化情况并不相同,位于衬砌内侧的观测仪器受到的约束要小于位于衬砌厚度中部的约束,衬砌内侧的压应变变化值均比衬砌厚度中部的大,可见,在衬砌结构中,除了温度变化,结构所处的约束状态对混凝土的温度应力也有很重要的影响。为了探究约束程度对温度应力的影响,通过分析混凝土结构的约束条件,提出了一个反映混凝土约束程度的参数——约束系数。基于混凝土应变计的工作原理,分析温度作用下混凝土约束程度以及温度应力与应变计读数的关系。并确立了弹性模量,温度变化和约束程度与温度应力之间的数学关系。在理论分析基础上进行温度应力试验,采用弹性元件法和初始应力法,通过改变弹性元件的厚度和初始应力的大小,模拟了混凝土试件不同程度的弹性约束工况。实验时设计的加热装置采用电热带缠绕在圆柱体混凝土外围,并用泡沫填缝剂密封形成保温隔热层。通过电热带给试件施加均匀温度场,由埋置在试件中心位置的热敏电阻和应变计控制混凝土的温度和应变,同时试件外部增设千分表测定变形量,温度变化产生的温度应力由压力传感器测得。结果表明:(1)混凝土试件的加热装置体积较小,在实验室伺服试验机上进行温度应力试验时,操作方便,可以提供较均匀的温度场,且此装置可以重复使用。(2)提出的弹性元件法和初始应力法可以有效的模拟弹性约束条件,达到了预期效果。(3)本文提出的反映混凝土约束程度的参数Kr,与试验前的预压应力、弹性元件的厚度等因素有关。基于混凝土应变计的读数变化,得出计算混凝土构件约束程度的公式Kr??-(?????)????。(4)提出了约束程度与温度应力之间的数学关系,???-???c?r???,在温度变化相同的情况下,试件所受约束程度对温度应力产生的大小有重要影响,约束程度越强,温度应力越大。(5)在固端约束及弹性约束条件下,由应变计的实测数据分析可知,温度应力和温度变化线性相关,且温度应力的实测值与计算值吻合。
【图文】：

示意图,振弦式,混凝土应变计,钢弦

图 2-1 振弦式混凝土应变计工作原理示意图应变计出厂时钢弦已经承受了两端座施加给振弦的一个初始应力0 振动频率 f0。接通电源后线圈激励钢弦振动，钢弦振动过程中在磁场产生的感应电势由接收线圈接收再通过放大器输出，与此同时，一部线圈来保证钢弦持续振动，形成循环系统，使应变计持续的输出关于信号。计不受外力时，钢弦稳幅振动，此时输出的信号为初始频率 f0；混，位于其内部的钢弦也会随之产生变形，此时输出的频率为 f，其中率信号与钢弦所受应力之间的关系可由式（2-1）确定。 2L1f f ——应变计输出的频率（Hz）；L——钢弦的有效长度（mm）； ——钢弦的密度（kg/m3）；

弹性约束,混凝土试件,温度应力

第二章混凝土温度变形和温度应力的理论分析作用下应力应变关系中，温度场变化时，结构受温度作用而产生温度变形，当结构束而阻碍其温度变形的发展。而约束形态可以简化为三种形结构受到的约束称为固端约束，此时混凝土的温度应力最大；构可以自由变形，其内部不产生应力；处于以上两种约束状态结构会有一定的变形量但小于自由变形量，，会产生一定的温度力值。弹性约束状态也是工程中最常见的形式，实际上，固端束的两种极端状态。振弦式应变计作为观测仪器，分析研究其温度应力特性，埋于土共同变形，图 2-2 为简化后的混凝土试件处于弹性约束状态
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV544

【参考文献】