一、讨论温度作用对结构构件的影响

1，基本设计参数

柱子600mm×600mm，层高5.4m，扁梁采用700mm×400mm，板厚150mm。恒载：4KN/m²（自重另计），活载：0.5KN/m²，温度作用为降温25℃。混凝土强度等级C40，钢筋采用HRB400。

2，模型数据

（1）建模

图1 有限元结构平面布置图

图2 有限元结构三维布置图

（2）荷载组合：

COMB BZ0.6：Dead+Live+0.6Temp

COMB BZ0.7：Dead+Temp+0.7Live

3，模型运算结果

（1）温度作用下的应力云图：

图3 温度作用下S11向板顶面应力云图

图4 温度作用下S22向板顶面应力云图

图5 温度作用下S11向板底面应力云图

图6 温度作用下S22向板底面应力云图

（2）最不利荷载组合下的应力云图

图7 顶面S11应力云图

由此可知：浅黄色为拉应力，红色为压应力，板顶面拉应力基本在5.6MPa，梁顶面拉应力基本在10MPa左右。即S11方向下的顶面拉应力已远远超过C40混凝土的轴心抗拉强度标准值（ftk=2.39MPa）。

图8 顶面S22应力云图

由此可知：浅黄色为拉应力，红色为压应力，板顶面拉应力基本在3.7MPa左右，受温度影响大的板顶面应力在5MPa左右，梁顶面拉应力基本在6MPa左右。即S22方向下的顶面拉应力超过C40混凝土的轴心抗拉强度标准值（ftk=2.39MPa）。

图9 底面S11应力云图

由图可知：黄色为压应力，蓝色为拉应力，板底面拉应力在4MPa左右，梁底面拉应力在6.5MPa左右。即S11方向下的底面拉应力超出C40混凝土的轴心抗拉强度标准值（ftk=2.39MPa）。

图10 底面S22应力云图

由图可知：橙色为压应力，绿色为拉应力，板底面拉应力在3.7MPa左右，梁底面拉应力在6MPa左右。即S22方向下的底面拉应力超出C40混凝土的轴心抗拉强度标准值（ftk=2.39MPa）。

二、讨论预应力对温度作用下结构构件的影响

1，预应力筋计算

取最不利荷载组合，按各板带最不利组合进行预应力配筋。

计算公式如下：

支座：

跨中：

配筋结果详见表1：

2，建立预应力模型

（1）布置预应力筋

图11 预应力筋布置图

（2）荷载组合

COMB BZ0.6：Dead+Live+0.6Temp+预应力综合内力

COMB BZ0.7：Dead+Temp+0.7Live+预应力综合内力

（3）运算结果数据分析

图12 施加预应力后结构的顶面S11应力云图

由图可知：黄色、橙色为压应力，淡黄色为拉应力，布置预应力筋的板几乎处于压应力状态，拉应力基本小于2.39MPa，个别超出2.39MPa。

图13 施加预应力后结构的顶面S22应力云图

由图可知：红色、橙色为压应力，黄色为拉应力，布置预应力筋的板几乎处于压应力状态，板面不会开裂。

图14 施加预应力后结构的底面S11应力云图

由图可知：红色、橙色为压应力，黄色为拉应力，布置预应力筋的板几乎处于压应力状态，板底不会开裂。

图15 施加预应力后结构的底面S22应力云图

由图可知：黄色、橙色为压应力，淡黄色为拉应力，布置预应力筋的板几乎处于压应力状态，板底不会开裂。

（4）总结

经有限元软件分析可以得到超长混凝土结构在温度作用下的薄弱位置。采用布置合适预应力筋的方法，能有效地控制温度应力，进一步减少裂缝，从而解决超长结构不设缝状况下的楼板温度应力问题。