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CFRP加固混凝土墩柱温度自应力及参数研究

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铁道学报 2007年第1期29卷 127-131页

作者：丁南宏钱永久林丽霞兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

基于平截面假定,考虑碳纤维布(CFRP)与混凝土的热膨胀系数不同,根据自平衡力系条件建立CFRP加固任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或年温差引起的温度自约束变形求解方程。进而推导出CFRP加固混凝土矩形、箱形墩柱在指数温度梯度下和... 详细信息

基于平截面假定,考虑碳纤维布(CFRP)与混凝土的热膨胀系数不同,根据自平衡力系条件建立CFRP加固任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或年温差引起的温度自约束变形求解方程。进而推导出CFRP加固混凝土矩形、箱形墩柱在指数温度梯度下和均匀温度梯度下的温度自应力解析式,并结合混凝土板壁式柔性墩算例分析,表明CFRP中将产生可观的温度自应力,在CFRP加固混凝土构件设计时应予考虑。最后讨论了CFRP的厚度、热膨胀系数、弹性模量和混凝土强度等级(弹性模量)、截面宽度、高度等参数对CFRP加固混凝土矩形墩柱温度自应力的影响,其结论对CFRP加固混凝土构件的受力分析及加固设计有一定的参考价值。

关键词：碳纤维布加固混凝土墩柱温度自应力日照辐射均匀降温热膨胀系数

CFS加固混凝土墩柱温度自应力弹性解及影响参数研究

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公路交通科技 2006年第7期23卷 96-99,107页

作者：丁南宏钱永久周灵源兰州交通大学土木学院甘肃兰州730070 西南交通大学土木学院四川成都610031 西南交通大学建筑勘察设计研究院四川成都610031

考虑到碳纤维布(C FS)与混凝土的热胀系数不同,建立了CFS加固的任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程。进而推导了CFS加固混凝土矩形、箱形墩柱在指数和均匀温度梯度下的温度自应力弹性解。最后... 详细信息

考虑到碳纤维布(C FS)与混凝土的热胀系数不同,建立了CFS加固的任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程。进而推导了CFS加固混凝土矩形、箱形墩柱在指数和均匀温度梯度下的温度自应力弹性解。最后就弹性解讨论了CFS厚度、热胀系数、弹性模量和混凝土强度等级(弹性模量)、截面宽度、高度等因素对C FS加固混凝土矩形墩柱温度自应力的影响。

关键词：碳纤维布温度自应力日照辐射骤然降温热胀系数

基于Matlab的混凝土平面温度自应力差分解法

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水电能源科学 2016年第4期34卷 78-81,27页

作者：李国兴河南省水利第二工程局河南郑州450016

针对传统的混凝土温度应力计算方法存在的不足,采用基于Matlab的混凝土平面温度自应力的差分解法,对大体积混凝土平面温度自应力进行仿真计算,即依据混凝土热传导方程及其边界控制条件,在构建混凝土平面温度场求解模型的基础上,考虑温... 详细信息

针对传统的混凝土温度应力计算方法存在的不足,采用基于Matlab的混凝土平面温度自应力的差分解法,对大体积混凝土平面温度自应力进行仿真计算,即依据混凝土热传导方程及其边界控制条件,在构建混凝土平面温度场求解模型的基础上,考虑温度自应力的计算模型,建立温度自应力的差分计算格式,利用Matlab的编程与可视化功能,对工程实例中的大体积混凝土温度自应力进行仿真计算,并与有限元计算结果进行比较。结果表明,该算法计算结果与有限元计算结果一致,精度可满足工程需要,且可对温度场及温度自应力进行可视化的实时输出,为大体积混凝土施工与仿真计算提供了参考。

关键词：大体积混凝土 Matlab 平面状态差分解法温度自应力

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分离式混凝土箱梁日照温度自应力分析

分离式混凝土箱梁日照温度自应力分析

作者：林天爵湖南科技大学

学位级别：硕士

在我国现行的公路桥涵设计规范中，日照温度梯度的两个组成因素均参照美国规范，且在全国范围内统一采用单一的温差基数。本文在基于太阳辐射理论的基础上，对某桥的分离式混凝土箱梁日照温度场分布及温度自应力进行了分析，旨在研究湘... 详细信息

在我国现行的公路桥涵设计规范中，日照温度梯度的两个组成因素均参照美国规范，且在全国范围内统一采用单一的温差基数。本文在基于太阳辐射理论的基础上，对某桥的分离式混凝土箱梁日照温度场分布及温度自应力进行了分析，旨在研究湘中地区东西走向桥梁的日照温度荷载效应特点，为完善公路桥涵设计规范提供参考。本文以湘潭市内某东西走向的斜拉拱桥边跨分离式混凝土箱梁为工程背景，在缺乏桥址处实测太阳辐射强度数据的情况下，根据太阳辐射和相关气象学理论，反算出太阳辐射强度数据，并确定箱梁的内外传热边界条件。利用ANSYS有限元软件为工作平台，建立三维日照温度场分析模型，对该分离式混凝土箱梁进行日照温度场仿真分析，分析结果表明，混凝土箱梁的外表面温度与大气温度的变化规律基本一致。对X1梁段的上下游顶板、底板、腹板各关键点的温度日时程变化进行了分析。得出各关键点相应的温度变化规律，同时对于顶板、底板、外侧腹板、内侧腹板各自的横向温差和沿梁高方向的竖向温差进行了分析，得出相应的温差值，并拟合出相应的温度梯度。以ANSYS软件为工作平台建立分离式箱梁三维空间模型，根据温度场分析得到的温度荷载，利用ANSYS的间接耦合功能，对日照温度作用在该分离式混凝土箱梁结构内产生的温度自应力进行了分析，分析结果表明：在下午14:00竖向温差最大的时刻，顶板内表面在该时刻的最大横向拉应力值为3.38Mpa，顶板外表面横向压应力最大值为-3.6Mpa;腹板的内表面出现竖向拉应力，最大拉应力值为0.95Mpa。并选取了多条不同的路径，分析了在14:00时刻，上下游顶板内外表面、底板外表面、外侧腹板沿梁高方向内表面的横向温度自应力和竖向温度自应力的变化规律。

关键词：太阳辐射强度分离式混凝土箱梁温度场分布温度自应力

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碳纤维布加固混凝土箱形墩柱温度自应力研究

城市道桥与防洪 2007年第11期 94-97页

作者：丁南宏钱永久林丽霞兰州交通大学甘肃兰州730070 西南交通大学四川成都610031

考虑到碳纤维布(CFRP)与混凝土的热胀系数不同,该文建立了CFRP加同任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程,进而推导了CFRP加固混凝土箱形墩柱在均匀、线性和指数变化温度梯度下的温度自应力解析式... 详细信息

考虑到碳纤维布(CFRP)与混凝土的热胀系数不同,该文建立了CFRP加同任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程,进而推导了CFRP加固混凝土箱形墩柱在均匀、线性和指数变化温度梯度下的温度自应力解析式。文章中与未加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式进行了对比分析,CFRP加固箱形墩柱即使在均匀和线性变化温度梯度下也会产生温度自应力,在指数变化温度梯度下CFRP中产生可观的温度自应力。所推导的自约束变形求解方程和温度自应力解析式既适用于CFRP加固混凝土构件也适用于未加同混凝土构件。采用ANSYS有限元软件对温度自应力进行仿真分析,与该文公式计算结果对照,说明文中推导的CFRP加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式具有足够的精度。

关键词：碳纤维布加固混凝土箱形墩柱温度自应力温度梯度解析式

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混凝土温度自应力数值计算方法

交通科技 2018年第3期28卷 72-74,78页

作者：彭晓宇石家庄铁道大学土木工程系石家庄050043

混凝土的温度自应力广泛存在于混凝土桥梁中,关于截面温度自应力的计算,铁路规范虽给出相关算法,但操作性较差。为了更准确且高效地计算温度自应力,基于平截面假定,以温度自应力不产生内力为基本原则,推导相关计算公式,并编写对应计算... 详细信息

混凝土的温度自应力广泛存在于混凝土桥梁中,关于截面温度自应力的计算,铁路规范虽给出相关算法,但操作性较差。为了更准确且高效地计算温度自应力,基于平截面假定,以温度自应力不产生内力为基本原则,推导相关计算公式,并编写对应计算程序。分别对计算公式进行自校,并与三维有限元法计算结果相比较,对比表明,两者计算结果基本相同。

关键词：混凝土桥温度自应力计算公式程序

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混凝土槽型梁的温度场及温度自应力分析

黑龙江科技信息 2014年第1期 229-229,68页

作者：祝文澜楼华锋刘宇浙江省科威工程咨询有限公司江苏杭州310000 浙江省交通规划设计研究院江苏杭州310000

为了解槽型梁的温度场及温度自应力,按照设计图纸制造了一片预制预应力混凝土槽型梁,并通过仪器测试了梁体跨中截面24小时的温度场分布情况;根据热固耦合分析理论,采用通用有限元软件ANSYS分析了在最高、最低温度时梁体的温度自应力。... 详细信息

为了解槽型梁的温度场及温度自应力,按照设计图纸制造了一片预制预应力混凝土槽型梁,并通过仪器测试了梁体跨中截面24小时的温度场分布情况;根据热固耦合分析理论,采用通用有限元软件ANSYS分析了在最高、最低温度时梁体的温度自应力。研究结果表明,该梁在温度最高时的温度场分布最不平衡,温度自应力最大;在最不利温度场作用下的应力水平较低,能够满足规范设计要求,该槽型梁具有一定的安全储备。

关键词：混凝土槽型梁温度场温度自应力固热耦合分析

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混凝土梁桥的温度场与温度应力研究

混凝土梁桥的温度场与温度应力研究

作者：付春雨西南交通大学

学位级别：硕士

针对计算混凝土梁桥的温度应力时，根据现行规范计算出的结果与实测数据有较大差别的问题，本文研究了影响温度应力计算结果的以下三个方面：温度场方面。本文通过分析在日照作用下影响温度场变化的主要因素，利用有限元瞬... 详细信息

针对计算混凝土梁桥的温度应力时，根据现行规范计算出的结果与实测数据有较大差别的问题，本文研究了影响温度应力计算结果的以下三个方面：温度场方面。本文通过分析在日照作用下影响温度场变化的主要因素，利用有限元瞬态热传导分析，得到了一种精确模拟温度场分布的方法;通过实例分析，说明了利用该方法可以得到任意时刻的温度场，它比规范所规定的温度场更接近于实际情况，以它为基础计算出的温度应力更准确。温度自应力方面。本文从运用三维平面假设、改变温度荷载的加载方式和变换多余约束力的状态三方面出发，推导出了考虑空间整体效应的温度自应力计算方法。并通过实例分析，证明该算法是正确的。从而也说明了在计算混凝土梁桥的温度自约束应力时，应使用三维模型进行计算，考虑纵横向温度应力-应变之间的互相影响，采用与实际情况相符合的温度荷载加载方式，这样使温度自应力的计算结果更接近于实际的真实值。温度次内力方面。超静定结构中，在温度作用下存在着由于多余约束产生的温度次内力，它是计算温度次应力的基础。本文利用等效荷载法，把温度荷载转化成为一般荷载，分析连续梁的温度次内力，并比较了等截面梁和变截面梁的温度次内力不同：在变截面梁中，存在着由于温度在各个截面上引起的曲率变形不相等造成的次内力。总之，本文从三个方面研究了混凝土梁桥的温度应力问题，分析了现行规范与实测数据之间存在差距的原因，并提出了新的计算方法以来缩小差距，以使计算出的结果与实际值更接近。

关键词：桥梁工程温度场温度自应力温度次内力有限单元法弹性力学等效荷载

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大体积混凝土温度应力问题研究分析

大体积混凝土温度应力问题研究分析

作者：王桂玉郑州大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展,新形势下的工程结构形式日趋复杂,设计日趋科学,大体积混凝土以其重要的结构形态在水利、交通、建筑等诸多领域得到广泛应用。大体积混凝土由于导热性能较差、浇筑体积较大、施工因素复杂、外界环境多变等因素,... 详细信息

随着社会经济的快速发展,新形势下的工程结构形式日趋复杂,设计日趋科学,大体积混凝土以其重要的结构形态在水利、交通、建筑等诸多领域得到广泛应用。大体积混凝土由于导热性能较差、浇筑体积较大、施工因素复杂、外界环境多变等因素,导致其易产生较大的温度应力,若叠加其它不利因素,则易产生温度裂缝,影响结构的安全运行。研究大体积混凝土的温度场、温度应力不仅可以完善该学科的研究内容,还可以对实际混凝土工程中的温控防裂提供必要的参考与借鉴。本文介绍了大体积混凝土的形式特点、温度变形与裂缝的产生原因及危害,并对国内外在此研究领域的现状进行总结分析,阐述了大体积混凝土温度控制的基本理论与常规求解算法,之后,针对大体积混凝土的特定结构形式,构建了嵌固板和自由板的差分求解模型,其可以较好的实现其温度与温度应力的求解;构建平面状态下的混凝土温度自应力求解的差分模型,利用数学差分模型对平面状态下的混凝土温度自应力进行仿真分析,取得了较好的分析计算结果;最后,针对典型实例的大体积混凝土浇筑问题,系统的对外界气温变化对混凝土温度场和温度应力的影响进行仿真分析,并提出相应的温控措施。对本文的主要研究内容及研究成果如下:1、针对大体积混凝土结构形式中的基本理论模型—嵌固板和自由板,构建其温度场和温度应力场的差分求解模型,并对其温度和温度应力的分布、变化进行系统的求解分析,通过与理论值进行对比,其求解结果可满足工程需要。2、针对混凝土温度自应力在二维问题下的求解,依托差分的数学理论模型,构建其温度应力的求解模型并进行求解分析,通过与有限元仿真结果,其求解结果较好,证明差分模型在求解混凝土温度自应力中的良好适应性。3、对具体实际工程中的大体积混凝土浇筑期的温度与应力的变化分布进行建模仿真,重点研究了外界气温变化的具体工况下,大体积混凝土内部温度和温度应力变化规律,并在此基础上,提供相应的温控措施,并提出综合评价、预先分析的温控设计思路。最后,对本文相应的研究成果进行总结归纳,并进行了必要的技术展望。

关键词：大体积混凝土嵌固板自由板差分模型温度自应力气温变化