[發明專利]基于鋼筋分載的鋼筋混凝土溫度應力計算方法

在審

• 申請號: 202210214041.5
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114611282A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 雒翔宇;張國新;李松輝;劉毅;高懷振;張龑;陳海波;劉勛楠;康路明;李昆鵬;張賓;劉玉
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;安徽省引江濟淮集團有限公司;中交一航局第二工程有限公司;中國水利水電第五工程局有限公司;安徽省路港工程有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;E02C1/00;E01D19/02;G06F111/10;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

一種基于鋼筋分載的鋼筋混凝土溫度應力計算方法，該方法包括：構建鋼筋混凝土的數值仿真模型；將鋼筋混凝土作為均質體并獲取鋼筋混凝土的綜合彈性模量；基于綜合彈性模量并利用數值仿真模型計算鋼筋混凝土的綜合溫度應力；對綜合溫度應力進行分載得到混凝土的溫度應力與溫度變化的對應關系；獲取鋼筋混凝土實際澆筑過程中的溫度變化，并根據該溫度變化與該對應關系獲取混凝土的溫度應力值。本發明準確分析計算鋼筋混凝土中混凝土的溫度應力值，進而可制定更合理溫控措施，預防混凝土早期或后期裂縫。

技術領域

本發明涉及鋼筋混凝土施工技術領域，具體涉及一種基于鋼筋分載的鋼筋混凝土溫度應力計算方法。

背景技術

鋼筋混凝土是高速橋墩、船閘等建筑物的主要構造之一，由于混凝土材料自身溫度特性及混凝土與鋼筋間的線膨脹系數的差異性，如圖2所示，在施工過程中早期混凝土A與鋼筋B會產生不均勻的鋼筋溫降變形F1和混凝土溫降變形F2，這種不均勻變形使混凝土極易產生超過極限值的拉應力，出現早期或后期的混凝土裂縫。

目前鋼筋混凝土的溫度應力計算主要通過數值仿真完成，由于有限元模型的限制計算過程中常常忽略了鋼筋的影響，導致混凝土溫度應力計算差異大，提出的溫控措施不合理，這就極易出現部分鋼筋混凝土早期或后期裂縫，(或者是溫控標準過嚴，增加溫控措施成本)影響整體構造的安全穩定性和施工的經濟性。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決鋼筋混凝土早期或后期溫度應力計算不準確的技術問題。一種基于鋼筋分載的鋼筋混凝土溫度應力計算方法，所述方法包括：

構建所述鋼筋混凝土的數值仿真模型；

將所述鋼筋混凝土作為均質體并獲取所述鋼筋混凝土的綜合彈性模量；

基于所述綜合彈性模量并利用數值仿真模型計算所述鋼筋混凝土的綜合溫度應力；

對所述綜合溫度應力進行分載得到混凝土的溫度應力與溫度變化的對應關系；

獲取鋼筋混凝土實際澆筑過程中的溫度變化，并根據該溫度變化與所述對應關系獲取混凝土的溫度應力值。

較佳地，“將所述鋼筋混凝土作為均質體并獲取所述鋼筋混凝土的綜合彈性模量”的步驟包括：

獲取不同期齡的混凝土彈性模量、鋼筋彈性模量以及所述鋼筋混凝土的配筋率；

基于所述配筋率對所述不同期齡的混凝土彈性模量、鋼筋彈性模量進行加權并求和，得到所述綜合彈性模量。

較佳地，“基于所述配筋率對所述混凝土彈性模量、鋼筋彈性模量進行加權并求和，得到所述綜合彈性模量”的步驟包括：

按下式所示的方法獲取綜合彈性模量E(t)：

E(t)＝E_c(t)·(1-n)+E_s·n

其中，n為配筋率，E_c(t)為不同期齡的混凝土彈性模量，E_s鋼筋的彈性模量。

較佳地，“對所述綜合溫度應力進行分載得到混凝土的溫度應力與溫度變化的對應關系”的步驟包括：

按下式所示的方法獲取混凝土的溫度應力與溫度變化的對應關系：

其中，σ_c為混凝土的溫度應力，A為鋼筋混凝土的總面積，σ為鋼筋混凝土的綜合溫度應力，A_s為鋼筋的面積，E_c為混凝土的彈性模量，A_c為鋼筋的面積，ΔT為溫度變化量，α_s為鋼筋的線膨脹系數，α_c為混凝土的線膨脹系數。

本發明的優點在于：