6 Расчет элементов бетонных и железобетонных конструкций на воздействие температуры

Расчет температуры в бетоне железобетонных конструкций

6.1 Расчет распределения температуры в железобетонных конструкциях производят для установившегося теплового потока методом расчета температуры ограждающих конструкций. Температуру арматуры в сечениях железобетонных конструкций принимают равной температуре бетона в месте ее расположения.

6.2 Для конструкций, находящихся на открытом воздухе, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности , , в зависимости от преобладающей скорости ветра зимой и летом определяется по формуле

где - скорость ветра, м/с.

При определении наибольших усилий в конструкции от воздействия температуры, а также при определении максимальной температуры нагрева бетона и арматуры исходят из максимальной средних скоростей ветра (румбы) за июль или январь, повторяемость которых составляет 16% и более, согласно СНиП 23-01, но не менее 1 м/с.

6.3 Температуру бетона в сечениях конструкций при его нагреве в процессе эксплуатации определяют теплотехническим расчетом установившегося потока тепла при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещения. Для конструкций, находящихся на открытом воздухе, наименьшие и наибольшие температуры бетона и арматуры определяют соответственно при минимальной зимней и максимальной летней температурах наружного воздуха района строительства.

6.4 Теплотехнический расчет статически неопределимых конструкций, работающих в условиях температурных воздействий, производят на расчетную температуру, вызывающую наибольшие усилия (в 4.12). При расчете наибольших усилий от температурных воздействий в конструкциях, находящихся на открытом воздухе, температуру бетона вычисляют соответственно по расчетной летней или зимней температуре наружного воздуха.

6.5 Коэффициент теплопроводности бетона , , в сухом состоянии принимают в зависимости от средней температуры бетона в сечении элемента (таблица 5.9).

Для конструкций, находящихся в помещении или на воздухе, но защищенных от воздействия ветра, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности принимают в зависимости от температуры наружной поверхности и воздуха по таблице 6.1.

Коэффициенты	Значения коэффициентов теплоотдачи наружной и внутренней поверхностей конструкции при температуре поверхности и воздуха, °С
	-50	0	50	100	200	300	400	500	700	900	1100	1200
	6	8	10	12	17	22	-	-	-	-	-	-
	-	-	10	10	10	12	15	20	40	70	120	150

6.6 Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции находят методом расчета теплопередачи как для случая сложного теплообмена, и при определении распределения температуры бетона по сечению элемента допускают его принимать в зависимости от температуры воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата, как для .

6.7 Термическое сопротивление невентилируемой воздушной прослойки принимают независимо от ее толщины и направления равным 0,140 при 50°С; 0,095 - при 100°С; 0,035 - при 300°С и 0,013 - при 500°С.

6.8 При стационарном нагреве конструкции, состоящей из n-слоев, со стороны более нагретой поверхности температуру материала между слоями n-1 и n определяют по формуле

температуру материала более нагретой поверхности - по формуле

а температуру материала менее нагретой поверхности - по формуле

В трехслойной конструкции температуру материала между первым и вторым слоями, считая слои от более нагретой поверхности, вычисляют по формуле

а между вторым и третьим слоями - по формуле

Температура менее нагретой поверхности третьего слоя равна

Тепловой поток Q определяют из выражения

где - температура воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата;

- температура наружного воздуха.

Сопротивление теплопередаче многослойной конструкции равно

где ; ; ...; ; ;

- термическое сопротивление материала в отдельных слоях конструкции, пронумерованных со стороны нагреваемой поверхности, ;

- толщина отдельных слоев, м;

- коэффициенты теплопроводности материалов в слоях конструкции, принимаемые в зависимости от средней температуры слоя, .

6.9 При расчете распределения температуры по толщине конструкции необходимо учитывать различие площадей теплоотдающей внутренней и наружной поверхностей:

при круговом очертании, если толщина стенки более 0,1 наружного диаметра;

при квадратном или прямоугольном очертании, если толщина стенки более 0,1 длины большей стороны;

при произвольном очертании, если разница в площадях теплоотдающих внутренней и наружной поверхностей более 10%.

Для трехслойной конструкции ограждения с учетом различия в площадях теплоотдающих внутренней и наружной поверхностей:

температура материала более нагретой поверхности

температура материала между первым и вторым слоями

температура материала между вторым и третьим слоями

температура менее нагретой поверхности третьего слоя