6:其他荷载与作用 §6.1温度作用 固体的温度发生变化时,会产生热变形。如果 热变形受到约束,固体内部将产生应力,这个应力 称为温度应力或热应力。因此温度变化是一种作用。 温度作用大小影响因素: 环境温度变化量,约束条件,线膨胀系数 温差来源: 混凝土水化热;钢结构焊接热;火灾热; 生产热;季节温差;日温差;辐射热
固体的温度发生变化时,会产生热变形。如果 热变形受到约束,固体内部将产生应力,这个应力 称为温度应力或热应力。因此温度变化是一种作用。 温差来源: 混凝土水化热;钢结构焊接热;火灾热; 生产热;季节温差;日温差;辐射热 温度作用大小影响因素: 环境温度变化量,约束条件,线膨胀系数 6:其他荷载与作用 §6.1 温度作用
△C升高 △=a·△t·l 线膨胀系数:固体物质的温度每改变1℃时,其长度 的变化和它在0C时长度之比。近似地认为是恒量。 伸长量:△1=·△Tl。 常用材料线膨胀系数(1/℃) 结构种类 钢结构 混凝土结构 混凝土砌块 砖砌块 线膨胀 1.2x10-5 1.0x10-5 0.9x10-5 0.7x10-5 系数
∆t(0C)升高 l ∆l=α ⋅ ∆t ⋅ l 结构种类 钢结构 混凝土结构 混凝土砌块 砖砌块 线膨胀 系数 1.2x10-5 1.0x10-5 0.9x10-5 0.7x10-5 常用材料线膨胀系数α(1/ ℃ ) 线膨胀系数:固体物质的温度每改变1℃时,其长度 的变化和它在0℃时长度之比。近似地认为是恒量。 0 伸长量: ∆l =α ⋅∆T ⋅l
混凝土水化热: 水泥与水作用会产生放热反应,在水泥硬化过程中,不 断放出的热量称为水化热。 对于一般建筑、小体积工程来说,可以不考虑水泥的水 化热,甚至可以加快水泥的水化硬化。 但是对于大体积工程来说,比如大坝,桥梁等,水化热 来不及释放越积越多会造成膨胀开裂等毁灭性后果。所以有 专用的大坝水泥、低水化热水泥,有的还要使用其他冷却方 法。 大体积混凝土梁结硬时,水化热使 得中心温度较高,两侧温度偏低, 内外温差不均衡在截面引起应力
混凝土水化热: 水泥与水作用会产生放热反应,在水泥硬化过程中,不 断放出的热量称为水化热。 对于一般建筑、小体积工程来说,可以不考虑水泥的水 化热,甚至可以加快水泥的水化硬化。 但是对于大体积工程来说,比如大坝,桥梁等,水化热 来不及释放越积越多会造成膨胀开裂等毁灭性后果。所以有 专用的大坝水泥、低水化热水泥,有的还要使用其他冷却方 法。 大体积混凝土梁结硬时,水化热使 得中心温度较高,两侧温度偏低, 内外温差不均衡在截面引起应力
钢结构焊接热: 钢结构的焊接过程也是一个不均匀的温度变化过程。 不均匀的温度场===>不均匀的膨胀 高温处的钢材膨胀最大,由于受到两侧温度较低、膨胀较小 的钢材的限制,产生了热状态塑性压缩。 焊缝冷却时,被塑性压缩的焊缝趋于缩得比原始长度稍短, 这种变形受到两侧钢材的限制,使得焊缝区产生纵向拉应力 这就是焊接残余应力(纵向)。 在低碳钢和低合金钢中,这种拉应力通常很高,甚至达到 钢材的屈服强度。 焊接残余应力对结构的静力强度、刚度、压杆稳定、低温 冷脆及疲劳强度等都有不同程度的影响
钢结构焊接热: 钢结构的焊接过程也是一个不均匀的温度变化过程。 不均匀的温度场====>不均匀的膨胀 高温处的钢材膨胀最大,由于受到两侧温度较低、膨胀较小 的钢材的限制,产生了热状态塑性压缩。 焊缝冷却时,被塑性压缩的焊缝趋于缩得比原始长度稍短, 这种变形受到两侧钢材的限制,使得焊缝区产生纵向拉应力, 这就是焊接残余应力(纵向)。 在低碳钢和低合金钢中,这种拉应力通常很高,甚至达到 钢材的屈服强度。 焊接残余应力对结构的静力强度、刚度、压杆稳定、低温 冷脆及疲劳强度等都有不同程度的影响
排架结构上部横梁因温度变化伸长时,横梁的变形 使柱产生侧移,在柱中引起内力;柱子对横梁施加约束, 在横梁中产生压力
排架结构上部横梁因温度变化伸长时,横梁的变形 使柱产生侧移,在柱中引起内力;柱子对横梁施加约束, 在横梁中产生压力