温变条件下倒置式屋面温度应力研究

摘要

倒置式屋面是目前我国普遍采用的一种屋面结构形式，屋面板温度裂缝问题是其常见而又急切待解决的问题。基于此，本文对倒置式屋面板温度场进行了现场实测与有限元分析、总结了温度应力计算方法，并在此基础上研究了基于温度效应的倒置式屋面的温控防裂措施。
　　 本文主要进行了以下几个方面的工作：(1)探讨了屋面板温度裂缝的产生机理，总结归纳了屋面板温度裂缝类型(2)研究了屋面板温度应力的有限元计算方法(3)结合相关规范，用ANSYS有限元软件模拟了一所幼儿园倒置式屋面板的温度场分布及温度应力，通过对屋面板易产生裂缝的各个部位埋设传感器采集应变和温度等数据，对模拟计算的结果和实测的数据进行了分析。(4)从设计、施工、材料几个方面出发，研究了基于温度效应的屋面板的温控防裂措施。
　　 在上述研究工作基础上得出结论：(1)得到了不同工况下屋面板随夏冬季温差变化的温度应力云图，温度场的有限元计算结果与实测结果基本吻合(最大误差不超过10％)。(2)倒置式屋面由于其保温板的作用，屋面板沿厚度方向温度变化较小，无保温屋面温差较大。(3)温度裂缝的出现部位可根据模拟计算中结构温度应力分布云图来判断。(4)总结屋面板常见的温度裂缝问题，结合本文的有限元分析结论，提出了关于温控防裂的一些综合控制措施。
　　 本文关于倒置式屋面板温度应力的研究为进一步研究倒置式屋面板在温度作用下的特性打下了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2本课题研究的意义

1.3温度应力的研究现状

1.3.1温度应力的研究

1.3.2混凝土的力学研究

1.4倒置式屋面基本概念

1.4.1倒置式屋面定义

1.4.2倒置式屋面的优点

1.4.3倒置式屋面的缺点

1.4.4倒置式屋面的施工技术措施

1.4裂缝的概念

1.4.1工程结构裂缝的基本概念

1.4.2裂缝产生的主要原因

1.4.3裂缝的控制概念

1.5本课题研究的研究内容

第2章温度应力的计算方法

2.1温度应力的基本概念

2.1.1温度应力的形成

2.1.2温度应力的简单计算

2.1.3温度应力与变形的关系

2.1.4温度应力对屋面的影响

2.2倒置式屋面温度应力计算方法

2.2.1弹性力学计算方法

2.2.2温度应力有限单元法

2.2.3 ANSYS模拟分析温度应力

2.3温度荷载的分类

2.4屋面板出现温度裂缝的判断依据

第3章倒置式屋面温度应力的计算分析

3.1热力学基础

3.1.1导热方程

3.1.2热传递的类型

3.1.3热传导的三种边界条件

3.1.4混凝土热力学参数

3.2环境温度的取值

3.3材料的本构关系

3.3.1混凝土的本构关系

3.3.2钢筋的本构关系

3.4热—应力耦合分析简介

3.4.1耦合分析的类型

3.4.2热—应力耦合分析的直接耦合法

3.5建立模型与加载

3.6计算与结果分析

第4章屋面板温度场现场测试

4.1工程概述

4.2测点布置

4.3测量仪器选择

4.4测试结果及分析

第5章屋面板的裂缝控制措施

5.1屋面板温度裂缝的形式

5.2屋面板温控防裂措施

5.2.1从设计方面采取控制温度效应的措施

5.2.2从施工方面采取控制温度效应的措施

5.2.2从材料方面采取控制温度效应的措施

第6章结论与展望

致谢

参考文献

在读硕士期间发表的论文