溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力

前言

　　溫度應(yīng)力是水利、土木等工程中的一個(gè)重要問(wèn)題。特別是大體積混凝土工程，如水利工程中的混凝土大壩等，由于變溫引起的拉應(yīng)力往往超過(guò)荷載引起的拉應(yīng)力，其數(shù)值可能超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，常常會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，危及結(jié)構(gòu)的安全。因此，細(xì)致地分析結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力，相應(yīng)采取必要的溫度控制措施，是工程技術(shù)人員必須考慮的一個(gè)問(wèn)題?！　∫治鰷囟葢?yīng)力，首先要計(jì)算溫度場(chǎng)。水利、土木工程中的混凝土結(jié)構(gòu)是彈性一徐變體，不僅具有彈性性質(zhì)，而且具有顯著的徐變性質(zhì)。因此，分析混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，必然要涉及徐變應(yīng)力的分析。　　在此書中，作者主要介紹了溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力（彈性和徐變應(yīng)力）分析的基本理論，還特別著重于考慮了下列幾點(diǎn)：　　對(duì)溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的基本理論，做了較深入和詳細(xì)的闡述。如在書中詳細(xì)地介紹了溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的基本概念；求解溫度場(chǎng)的各種基本解法，微分方程和變分方程之間的聯(lián)系，各變分方程之間的聯(lián)系，工程上實(shí)用的各種求解方法。在溫度應(yīng)力問(wèn)題中，介紹了按應(yīng)力求解，按位移求解，引用位移勢(shì)函數(shù)的解法，引用等效體力和等效面力的概念；在彈性一徐變應(yīng)力的分析中，介紹了幾個(gè)徐變的定理及求解的基本方法，如初應(yīng)變法，初應(yīng)力法等，以及有關(guān)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式?？傊髡咴跁袑?duì)基本概念、基本方程和各種解法均做了詳細(xì)的介紹，可供初學(xué)者和工程技術(shù)人員了解和參考?！　〈藭芮薪Y(jié)合工程實(shí)際，特別是結(jié)合水利、土木工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)。書中介紹的解法，著重于工程上實(shí)用的解法，例如差分法和有限單元法等，可供實(shí)際分析時(shí)應(yīng)用。有關(guān)的各種近似解法，也可供分析其他問(wèn)題時(shí)參考。

內(nèi)容概要

溫度應(yīng)力是土木、水利、機(jī)械等工程中的一個(gè)重要問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)中，溫度應(yīng)力常常超過(guò)由荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，并易引起混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，危及結(jié)構(gòu)的安全。    本書的內(nèi)容包括：溫度場(chǎng)的分析；應(yīng)力場(chǎng)的分析；大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和溫度控制。書中詳細(xì)地?cái)⑹隽藴囟葓?chǎng)和溫度應(yīng)力的基礎(chǔ)理論，著重介紹了工程上實(shí)用的各種解法，并對(duì)溫度控制問(wèn)題的進(jìn)展情況做了適當(dāng)?shù)慕榻B。    本書密切結(jié)合土木、水利等工程實(shí)施，力求反映國(guó)內(nèi)外有關(guān)的最新科研成果，特別是反映中國(guó)學(xué)者和工程技術(shù)人員做出的許多重要貢獻(xiàn)。    本書可作為土木、水利等工程專業(yè)的研究生和本科生教材，并可供土木、水利類的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

序前言第一章 溫度場(chǎng)分析 1.1 溫度場(chǎng)問(wèn)題的基本方程和邊值條件 1.2 分離變量法 1.3 拉普拉斯變換法 1.4 差分法 1.5 按熱量平衡原理導(dǎo)出溫度的有限單元法 1.6 穩(wěn)定溫度場(chǎng)的變分原理 1.7 不穩(wěn)定溫度場(chǎng)的變分原理 1.8 按變分原理導(dǎo)出穩(wěn)定溫度場(chǎng)的有限單元法 1.9 按變分原理導(dǎo)出不穩(wěn)定溫度場(chǎng)的有限單元法 1.10 加權(quán)余量法 1.11 剖開(kāi)算了法 1.12 平面穩(wěn)定溫度場(chǎng)的復(fù)變函數(shù)解法第二章 溫度應(yīng)力分析 2.1 溫度應(yīng)力問(wèn)題的基本理論 2.2 平面溫度應(yīng)力問(wèn)題 2.3 用極坐標(biāo)求解平面溫度應(yīng)力問(wèn)題 2.4 薄板和薄殼的溫度應(yīng)力 2.5 混凝土的務(wù)學(xué)性能、徐變與松弛 2.6 徐變度與松弛系統(tǒng)的試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)公式 2.7 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的變形 2.8 關(guān)于均質(zhì)彈性-徐變體的兩個(gè)定理 2.9 關(guān)于非均質(zhì)彈性-徐變體的混合邊界條件下的兩個(gè)定理 2.10 松弛系數(shù)法 2.11 初應(yīng)變法 2.12 初應(yīng)變法的簡(jiǎn)化遞推公式 2.13 初應(yīng)力法 2.14 初應(yīng)力法的例題、幾種方法的比較 2.15 松弛系數(shù)的乘積定理、初應(yīng)力法的一般簡(jiǎn)化遞推公式 2.16 溫度應(yīng)力問(wèn)題的其他解法  2.17 黏彈性理論簡(jiǎn)介 2.18 溫度應(yīng)力的其他問(wèn)題第三章  大體積混凝土的溫度應(yīng)力和溫度控制 3.1 大體積混凝土的溫度應(yīng)力和溫度控制問(wèn)題 3.2 混凝土分層分期澆筑時(shí)的溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力 3.3 大體積混凝土的水管冷卻 3.4 低熱和微膨脹水泥的應(yīng)用 3.5 損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 3.6 碾壓混凝土壩的應(yīng)用 3.7 有關(guān)溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的其他問(wèn)題附錄一 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（部分）附錄二 混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范（部分）附錄三 本書符號(hào)說(shuō)明參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　變分法——研究泛函及其極值的一種解法，其中的泛函極值條件是與微分方程和邊值條件等價(jià)的。因此，它是區(qū)別于求解微分方程的另一種獨(dú)立的解法。在變分法中，由于所取的試函數(shù)常具有局限性，使得由此得出的解答具有近似性，因而也將變分法歸入近似解法之中?！　∮邢迒卧ā?0年發(fā)展起來(lái)的一種非常有效的數(shù)值解法。它首先采用區(qū)域離散化的手段，將連續(xù)體區(qū)域劃分為許多單元，并使這些單元在一些結(jié)點(diǎn)上連結(jié)起來(lái)，構(gòu)成所謂“離散化結(jié)構(gòu)”。然后再將連續(xù)體的變分原理應(yīng)用于離散化結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出求解的方程。此外，有限單元法的公式還可以應(yīng)用平衡原理、加權(quán)余量法等來(lái)導(dǎo)出?！　〖訖?quán)余量法——這也是求解微分方程的一種近似解法。它直接設(shè)定試函數(shù)或試探值，并代入微分方程和邊值條件，計(jì)算出其誤差（稱為余量，或殘差，殘數(shù)），然后再使誤差在加權(quán)平均意義上趨近于零，從而得出近似的解答。　　剖開(kāi)算子法——前蘇聯(lián)學(xué)者提出的求解微分方程的近似解法。它是一種變態(tài)的差分格式，將每一步長(zhǎng)分為幾段，每段分別只對(duì)其中的一個(gè)變量的算子進(jìn)行計(jì)算，而把其他變量作為常數(shù)看待，從而使原來(lái)多維變量的問(wèn)題分別化為幾個(gè)一維變量的問(wèn)題來(lái)計(jì)算　　　　中介紹的近似解法，不僅可用來(lái)求解溫度場(chǎng)問(wèn)題，也可以用于求解其他問(wèn)題。

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