[发明专利]基于钢筋分载的钢筋混凝土温度应力计算方法

说明书

一种基于钢筋分载的钢筋混凝土温度应力计算方法，该方法包括：构建钢筋混凝土的数值仿真模型；将钢筋混凝土作为均质体并获取钢筋混凝土的综合弹性模量；基于综合弹性模量并利用数值仿真模型计算钢筋混凝土的综合温度应力；对综合温度应力进行分载得到混凝土的温度应力与温度变化的对应关系；获取钢筋混凝土实际浇筑过程中的温度变化，并根据该温度变化与该对应关系获取混凝土的温度应力值。本发明准确分析计算钢筋混凝土中混凝土的温度应力值，进而可制定更合理温控措施，预防混凝土早期或后期裂缝。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土施工技术领域，具体涉及一种基于钢筋分载的钢筋混凝土温度应力计算方法。

背景技术

钢筋混凝土是高速桥墩、船闸等建筑物的主要构造之一，由于混凝土材料自身温度特性及混凝土与钢筋间的线膨胀系数的差异性，如图2所示，在施工过程中早期混凝土A与钢筋B会产生不均匀的钢筋温降变形F1和混凝土温降变形F2，这种不均匀变形使混凝土极易产生超过极限值的拉应力，出现早期或后期的混凝土裂缝。

目前钢筋混凝土的温度应力计算主要通过数值仿真完成，由于有限元模型的限制计算过程中常常忽略了钢筋的影响，导致混凝土温度应力计算差异大，提出的温控措施不合理，这就极易出现部分钢筋混凝土早期或后期裂缝，(或者是温控标准过严，增加温控措施成本)影响整体构造的安全稳定性和施工的经济性。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决钢筋混凝土早期或后期温度应力计算不准确的技术问题。一种基于钢筋分载的钢筋混凝土温度应力计算方法，所述方法包括：

构建所述钢筋混凝土的数值仿真模型；

将所述钢筋混凝土作为均质体并获取所述钢筋混凝土的综合弹性模量；

基于所述综合弹性模量并利用数值仿真模型计算所述钢筋混凝土的综合温度应力；

对所述综合温度应力进行分载得到混凝土的温度应力与温度变化的对应关系；

获取钢筋混凝土实际浇筑过程中的温度变化，并根据该温度变化与所述对应关系获取混凝土的温度应力值。

较佳地，“将所述钢筋混凝土作为均质体并获取所述钢筋混凝土的综合弹性模量”的步骤包括：

获取不同期龄的混凝土弹性模量、钢筋弹性模量以及所述钢筋混凝土的配筋率；

基于所述配筋率对所述不同期龄的混凝土弹性模量、钢筋弹性模量进行加权并求和，得到所述综合弹性模量。

较佳地，“基于所述配筋率对所述混凝土弹性模量、钢筋弹性模量进行加权并求和，得到所述综合弹性模量”的步骤包括：

按下式所示的方法获取综合弹性模量E(t)：

E(t)＝E_c(t)·(1-n)+E_s·n

其中，n为配筋率，E_c(t)为不同期龄的混凝土弹性模量，E_s钢筋的弹性模量。

较佳地，“对所述综合温度应力进行分载得到混凝土的温度应力与温度变化的对应关系”的步骤包括：

按下式所示的方法获取混凝土的温度应力与温度变化的对应关系：

其中，σ_c为混凝土的温度应力，A为钢筋混凝土的总面积，σ为钢筋混凝土的综合温度应力，A_s为钢筋的面积，E_c为混凝土的弹性模量，A_c为钢筋的面积，ΔT为温度变化量，α_s为钢筋的线膨胀系数，α_c为混凝土的线膨胀系数。

本发明的优点在于：