2 溫度應力的分析
根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆築混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特徵,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由於彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘餘應力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由於混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘餘應力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以後的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘餘應力相迭加。根據溫度應力引起的原因可分為兩類:
(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由於結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如,橋樑墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間出現壓應力。
(2)約束應力:結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的乾縮所引起的應力共同作用。
要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較複雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這裡就不再細述。