论钢筋混凝土结构施工过程温度影响

　　摘 要：钢筋混凝土结构作为由模板支撑系统所构建的方式结构和部分完工结构处于国内外钢筋混凝土施工阶段必须品。现阶段随着模板支撑系统的更替，钢筋混凝土施工过程可能导致的不稳定因素及受力影响不均，从而引发事故。为了防止此类事故的发生，国内外大量研究表明，原先木支撑结构逐渐被钢支撑所替代，确实有效控制了事故发生率。从实际数据测量来看，由于昼夜温差作用使得施工过程支撑结构的相对荷载传递，简单来说，温度差别引起了钢筋混凝土施工支撑钢结构热胀冷缩。本文从温度影响下的钢筋混凝土结构施工影响角度来对其中问题作出分析以及相对应的看法，希望对国内现场施工人员带来一些参考价值。

　　关键词：钢筋混凝土结构;施工过程;温度影响;钢支撑

　　在我国现阶段大量扩展建筑工程当中，混凝土结构依旧占据着重要市场以及主导地位，经个人研究发现，国内也有部分建筑方向開始往绿色环保方向行走，这是一个好的方向。虽然我国属于水泥生产大国，但是其高耗能、高耗资源以及严重污染环境等问题已经日渐凸显，钢筋混凝土作为我国现阶段低廉的建筑材料依旧被大部分产业和个人使用。由于温度的不可控性，同时钢筋混凝土等建筑材料过多的暴露在外界当中，又受限于各种物体荷载以及自然环境的变化因素，造成各种形式的危险。

　　1 热传导和热对流

　　在各个物体之间不发生相对位移的情况下，由自由电子和原子等微观粒子的热运动所产生的热能传递称为热传导。当某个固体内部能量或热量从较高的一端向较低的一端传导，这种现象就可以根据具体传输导热时间和温度变化率的关系来成立公式。热对流一般来说不能够用相对的独立方式传输能量，在此过程当中必然会产生热传导。如未凝固混凝土等流体当中温度不同的各部分物质在空间当中发生了相对运动而发生的热量传递现象被称为热对流。

　　2 温度产生影响的原因及后果

　　2.1 温度产生的影响

　　从实际方向来说，任何物体或是材料都会形成热胀冷缩的性质，当材料或是物体由于温度的下降以及上升或同时伴有收缩和膨胀。在一定的结构或是部件当中，由热胀冷缩的影响所产生的变形与材料或者物体本身的膨胀系数和所处环境温度有关。在钢筋混凝土结构施工当中用两个方向的距离去计算我们称其为线膨胀系数，而以物体自身的体积去计算则称为体膨胀系数。膨胀系数单位表示为1/℃，在物理上的作用为衡量材料热学性。在钢筋混凝土结构施工当中一般认为钢材与混凝土对比的线膨胀系数相近时，就是说当所处环境温度变化一致时，不论是墙板结构还是支撑系统当中的钢支撑的温度变形相对的量应当一致，以保障施工过程时变结构内力分布影响不足以造成威胁。

　　在钢筋混凝土结构当中，应当要对材料本身予以高度了解。一般的钢支撑结构质量较小，材料自身比热及体积也相对较小，同时钢支撑结构比传统支撑结构导热性能较为优良，在很大程度上可以使自身与外界环境温度相一致。而混凝土由于自身比热大，导热性能不佳，甚至还有承重构件体积较大和质量较重等原因，不能够像钢支撑结构那样快速达到温度一致。其中所含有的热传导率就是用来表示由材料直接传导热量的能力大小，我们也可以称其为导热系数，单位为W/(m·K)，在一般的普通碳钢支撑结构当中导热系数基本为45W/(m·K)左右，而混凝土导热系数只有普通碳钢的1/35左右，由此我们可以得出在相同环境下线膨胀系数相近的两种材料，其自身温度不能够保持相对一致，那么就会导致时变结构当中的内力分布不均匀。

　　2.2 温度影响的后果

　　在我国国土分布上，各地区随着全球气候逐渐变暖而使昼夜温差发生了明显差异。在一些西北荒漠地区昼夜温差甚至达到了20～30℃，而南方等地区，在一天气温变化当中，一般下午两点左右气温达到最高，冬季一般为14℃左右，而夏季最高气温则平均达到了37℃左右，一般来说南方的气温较为正常，冬季温差大致在10℃左右，而夏季温差平均达到了17℃。在客观的昼夜温差上表现出来的影响使得钢筋混凝土结构施工期间的支撑结构荷载传递不得不进一步改进支撑方案。由于在一天当中，昼夜温差的变化导致钢筋混凝土结构支撑受力情况总体下滑而且十分不稳定，这极有可能引起工程事故的发生，浪费材料，施工工人安全得不到切实保障。

　　近年来，国内外建筑工程危险事故不断发生，特别是在钢筋混凝土结构施工中。2005年西班牙地区就曾因材料暴露温度热胀冷缩导致高速公路桥面突然坍塌，这与温度导致下方土层结构不断缩小分不开。土层接受温度的膨胀系数与高速公路系数完全不相一致，温度传导不开，导致土层结构受到影响，再加之公路上车辆以及行人的重量对路面形成压力，久而久之，便有了坍塌事故的发生。而在2011年一年之内，印度一桥发生坍塌，北京宝山寺白河桥也发生了坍塌。这些迹象都表明，在人工制作或是材料选择上都已经做到了最好，依旧有事故发生，这与相对的温差变化所导致的钢筋混凝土结构施工过程影响紧密相连。

　　3 自我思考

　　总体来说，由于温度引起的钢筋混凝土内部环境应力变化必须通过相对应的时间以及测定来完成影响判断，这是一个漫长的过程，所以现阶段国内对于温度影响下的钢筋混凝土结构施工过程研究少之又少。对于长期有效地来实时监控钢筋混凝土结构施工过程温度在其中影响与相对应的解决策略还需要更多的一线工程师来完成研究，笔者在此粗略地针对其中出现的部分问题进行探讨。由于温度改变引起的相对线膨胀系数不断变化，两种物体之间的温度传导始终不能达成一致，导致其中内应力发生改变，从而对钢筋混凝土结构施工过程产生影响，其带来的直接后果就是支撑平面不稳定，以点及面，后果是非常可怕的。

　　对此，我认为应当选取线膨胀系数相近的材料来对其起支撑作用，或者以期达到温差变化较低的方法。后者尚不能够使用各种实际操作来完成，前者不仅要在符合支撑系统所应当做到的条件下选择最合适的材料，同时还应当对已完成工程予以追加监测，分析昼夜温差在其中可能存在问题并经过研究讨论加以策略控制稳定系数，这还需要国内有关方面的大力投入与研究。

　　参考文献：

　　[1]陈永红，张文瑞.温度应力对钢筋混凝土结构影响及构造措施[J].林业科技情报，2006，(02)：35，37.

　　[2]张红亚.冻结深立井钢筋混凝土井壁温度场与温度应力研究[D].合肥：合肥工业大学，2013.

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文章名称： 论钢筋混凝土结构施工过程温度影响

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