超长建筑结构温度应力分析
超长结构温度应力计算探讨
超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点：温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用，具有以下特点：1）温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用，属于间接作用；2）温度作用随外界环境的变化而变化，有明显的时间性，属于可变作用；3）建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响，因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程；4）引起结构温度变化因素很多，有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素（如火灾）等，诱因多样性使温度作用有别于其它（荷载）作用。
二、温度作用的规范规定：2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知，结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。
表1为常用材料线膨胀系数αT，可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。
正因为如此，在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。
材料确定的情况下，长度越长，温度作用越大。
在完全没有约束的情况下，总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃，梁长度将增加或减少20mm；如果端部的变形完全受到约束，将在梁内部产生约2160KN（按强度等级为C30计算）的轴向压力或拉力，该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。
T实际结构不可能没有约束，总会在结构中产生温度应力，当结构长度较小时，可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。
现行规范根据不同的结构形式给出该长度（温度区段长度）经验值，详见表2，当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。
表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)建筑结构设计时，应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应，如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。
当结构或构件在温度作用和其他可能组合的荷载共同作用下产生的效应（应力或变形）可能超过承载能力极限状态或正常使用极限状态时，比如结构某一方向平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度、结构约束较大、房屋高度较高等，结构设计中一般应考虑温度作用。
浅析超长混凝土结构温度应力计算及控制
等 效荷 载 （ 面力 部 分 ） 呵表 示 为 ：
（
计算 时 楼 板采 用Ｐ Ｍ Ｓ Ａ Ｐ 程序 ， 计 算 时采 用 二维 壳 元 ； 梁 柱分 析 采用 Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 程
不动 点 附近 最大 Ｈ ， 即地下 室顶 板 由于受 地下 室侧 壁 的强 约 束 ， 接 近地 下 章侧 ３ ． 温度 升高 或 降低 均 会在 结构 内部产 生 局部 应 力 。升温 时 ， 楼 板 大部 分 受压 应 力 ， 压应 力 最大点 发 生在 结构 的形 心 附近 ， 压应 力达 到 了２ ． １ Ｍ Ｐ ａ ， 但仍 侧 壁处 出现 部分 的拉 应力 ， 大部 分拉 应力 均小 于 混凝 土 的轴 心抗 拉 强度 标 准 值 。 当楼板 在 降温作 用 下 ， 结构 整体 呈 收缩状 态 ， 楼 板受 拉 应 力作 用 ， 大 部 分 都在１ ． ９ ＭＰ ａ 以下 ，在靠 近 地下 室 侧壁 的楼 板 出现 了２ ． ５ ～ ３ ． ７ Ｍ Ｐ ａ 的拉 应 力 ， 超 出了混 凝 土 的轴心 抗拉 强度 标准 值２ ． ２Ｍ Ｐ ａ （ Ｃ ３ ５ 混凝土） 。
１ ） 一维 杆件 的 温度作 用计 算 原理【 ： 不发 生 弯 曲。假 定温 度沿 杆 轴线 变化 ：
Ｔ ＝ Ｔ （ １ －∈ ） ＋ ． ｒ Ｊ ∈ ，
对 于一 维 杆件 单元 ， 令Ｔ ＝ ｇ （ ｘ ） ， 即这种 温 度分 步将 使 杆件 只 发生 伸 缩 ， 而 远 小于 混凝 土 的轴 心抗 压 强度 标 准值 ２ ３ ． ４ ＭＰ ａ （ Ｃ ３ ５ 混凝 土 ） 。 同时在 地 下 拳
超长结构温度应力分析方法与控制措施
２ １ 第 １ （ 第 １６期 ） ０ ２年 期 总 ４
５ ３
超长结构温度应力分析方法与控制措施
彭波 －蔡 宏 儒 ２刘成 清 ．
ｆ 四川 齐盛 实业有 限责 任 公 司 。 四川成 都
６ ０４ ； １０ １
２ 南 交通 大学 土木 工程 学 院建筑 工 程 系 。 西 四川成 都
大温差 ， 引起 构 件 开 裂 。 是 环 境 温 度 变 化 导 致 构 件 热胀 冷 二
缩， 引起 构 件 之 间 不 均 匀 变 形 和 位 移 ， 于 超 静 定 的混 凝 土 对 结 构 产 生 较 大 的应 力 。这 两 个 方 面 对 超 长 结 构 的不 利 影 响
【 日 ２ １． ．７ 收稿 ￣１ １ １ ０１ ０
【 作者简介】 波男（７） 川 盛 业 限 任 司工 彭 ，， ３， 齐 实 有 责 公 ，程 １ －四 ９
师一 建 师 ．级 造 。
５ ４ 除 ， 度应力仍存在 。 温
２ 超 长 结 构 温 度应 力 分 析 方 法
江苏 建 筑
２１ ０ ２年 第 １ （ 第 １６期 ） 期 总 ４
『 键 词 １ 超长结构 ； 缩缝 ； ； 力； 关 伸 温度 应 措施
【 图分 类号］Ｕ １ 【 中 Ｔ ３ 文献标 识码 】 ［ Ａ 文章 编号１０ ５ ６ ７ ｛０ ２ ０ — ０ ３ ０ １０ — ２ ０ ２ １ ） １ ０ ５ － ３
Ａｎ ｌｓｓＭ ｅｈ ｄ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｆＴｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｔｅ ｓｉ ｕ ｅ — ｏ ｇ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａｙ ｉ ｔ ｏ ｎ ｎ ｒ ｌ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ Ｓ ｒ ｓ Ｓ ｐ ｒ－ ｎ ｔ ｕ ｔ ｒ ｏ ｎ ｌ
超长建筑结构温度应力分析
超长建筑结构温度应力分析摘要随着我国国民经济的持续发展，在国内已经出现越来越多的超长建筑物，但是受限于功能上的使用，大多规定排除温度伸缩缝或者只设置极少的温度伸缩缝。
由于超长建筑结构的温度影响进行不恰当的处理，结构将会产生比较大的损失，甚至可能会影响正常的使用。
我国混凝土的结构设计规范排除了温度的因素，只从构造进行了分析与处理。
所以，分析超长建筑结构的温度应力特点，显得尤为重要，不仅可以为工程设计提供依据，也可以为以后的实际工程设计提供参考价值。
如何更好的利用温度应力分析技术成了其中的重难点问题，本文详细的说明了温度应力对结构的影响和温度应力分析，希望可以抛砖引玉。
关键字超长；建筑结构；温度应力解决超长建筑结构的温度应力问题需要考虑多方面的因素，包括综合设计和施工方面的因素。
综合考虑建筑结构的各个时期温度作用的特性，完善温度作用，更加有利于提高设计的合理性与规范性。
对于超长建筑物的设计必须采用预防结构温度收缩变形的方法。
本文主要就是介绍超长建筑结构温度应力的特点，设计方面的可行性措施，希望借此对超长建筑结构的普及和推广贡献一点微不足道的力量。
1 温度应力对结构的影响1.1 温度应力首先，我们要对温度应力的概念有一定的了解，由于温度变化，结构或者构件产生伸长或缩短，在伸缩由于受到限制时，构件或者结构的内部就会产生应力，称为温度应力。
由于不同的超长建筑物有着不同的结构形式，同时不同时间段的温度作用会产生不同的温度荷载。
一般而言，由自然环境变化而产生的的温差荷载可分为3种形式:1）骤然下降导致的温度差；2）季节变化导致的温度差；3）白天照明强度的变化导致的温度差。
1.2 从设计角度提出的可行性方案从设计角度我们可以提出的可行性方案就是建立超长建筑结构温度问题有限元模型研究。
首先通过分析建筑结构各时期温度效应的特点，其次完善温度效应的影响和温差取值的计算准则，最终挑选出在工程设计中起到控制作用的温差取值，有利于设计时的采用。
超长结构温度应力计算探讨
超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点：温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用，具有以下特点：1）温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用，属于间接作用；2）温度作用随外界环境的变化而变化，有明显的时间性，属于可变作用；3）建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响，因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程；4）引起结构温度变化因素很多，有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素（如火灾）等，诱因多样性使温度作用有别于其它（荷载）作用。
二、温度作用的规范规定：2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知，结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。
表1为常用材料线膨胀系数αT，可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。
正因为如此，在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。
材料确定的情况下，长度越长，温度作用越大。
在完全没有约束的情况下，总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃，梁长度将增加或减少20mm；如果端部的变形完全受到约束，将在梁内部产生约2160KN（按强度等级为C30计算）的轴向压力或拉力，该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。
T实际结构不可能没有约束，总会在结构中产生温度应力，当结构长度较小时，可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。
现行规范根据不同的结构形式给出该长度（温度区段长度）经验值，详见表2，当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。
表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)建筑结构设计时，应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应，如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。
当结构或构件在温度作用和其他可能组合的荷载共同作用下产生的效应（应力或变形）可能超过承载能力极限状态或正常使用极限状态时，比如结构某一方向平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度、结构约束较大、房屋高度较高等，结构设计中一般应考虑温度作用。
超长结构温度应力计算探讨精
超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点:温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用,具有以下特点:1温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用,属于间接作用;2温度作用随外界环境的变化而变化,有明显的时间性,属于可变作用;3建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响,因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程;4引起结构温度变化因素很多,有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素(如火灾等,诱因多样性使温度作用有别于其它(荷载作用。
二、温度作用的规范规定:2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知,结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。
表1为常用材料线膨胀系数αT,可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。
正因为如此,在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。
材料确定的情况下,长度越长,温度作用越大。
在完全没有约束的情况下,总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃,梁长度将增加或减少20mm;如果端部的变形完全受到约束,将在梁内部产生约2160KN(按强度等级为C30计算的轴向压力或拉力,该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。
表1: 常用材料的线膨胀系数αT材料线膨胀系数αT(×10-6/℃轻骨料混凝土7普通混凝土10砌体6~10钢,锻铁,铸铁12不锈钢16铝,铝合金24实际结构不可能没有约束,总会在结构中产生温度应力,当结构长度较小时,可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。
现行规范根据不同的结构形式给出该长度(温度区段长度经验值,详见表2,当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。
表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m结构类型室内或土中露天排架结构装配式100 70框架结构装配式75 50 现浇式55 35剪力墙结构装配式65 40 现浇式45 30挡土墙、地下室墙壁等类结构装配式40 30 现浇式30 20建筑结构设计时,应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应,如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。
超长结构温度应力的计算及控制
伊新富:现在的PKPM系列的PMSAP已经具备进行温度应力分析的功能。
我谈一下对超长结构用PMSAP计算要考虑的具体问题,望各位多提意见.砼规范9.1.3-3规定:当增大伸缩缝间距时,尚应考虑温度变化和砼收缩对结构的影响。
5.3.6条文说明:温度应力分析参见《水工混凝土结构设计规范》。
其第11.3.1规定:钢筋混凝土框架计算时,应考虑框架封闭时的温度与运用期可能遇到的最高或最低多年月平均温度之间的均匀温差。
必要时，考虑结构在运用间的内外温差。
11.3.3规定:分析钢筋混凝土框架在温度作用下的内力时,杆件的刚度应取用开裂后的实际刚度。
目前，温度应力可用PMSAP计算，刚度按"王铁梦:工程结构裂缝控制"折减为0.25～0.3,但折减后对其它所有的工况都有影响,水平位移增大几倍,所以计算时直接把温差折减到0.3倍,刚度不折减,以方便和竖向,水平荷载组合;组合系数按 "樊小卿:温度作用与结构设计",取1.3(分项系数)X0.6(组合系数)。
温度应力计算1、构筑物抗震规范，钢结构设计手册（沈祖炎等编写），烟囱设计规范等都把温度荷载作为可变荷载。
2、温度荷载效应的分项系数等于1.0，组合系数取1.0。
钢筋及混凝土材料特性有所改变（常温下基本上没变）；钢结构设计手册特别说明，当温度荷载与其他荷载组合时，钢材的强度设计值可提高25%。
烟囱设计规范限制混凝土最高温度不大于150度。
3、仅考虑大气温度变化的计算温度差值（摘自钢结构设计手册） 1）采暖房屋25~35度2）非采暖房屋：北方地区35~45度；中部地区25~35度；南方地区20~25度3）热加工车间约40度4）露天结构：北方地区55~60度；南方地区45~50度4、详细的温度差可参考《民用建筑热工设计规范》GB50176-93该工程是一个非常大的平面尺寸了，建议至少设后浇带三道以上才行。
1、现在的PKPM系列的PMSAP已经具备进行温度应力分析的功能。
超长混凝土结构温度应力影响分析
Construction & Decoration建筑与装饰2023年12月下 169超长混凝土结构温度应力影响分析聂行中铁上海设计院集团有限公司南昌院 江西 南昌 330000摘 要 温度应力是超长结构设计中重点探讨的问题之一。
本文介绍了某体育馆超长框架结构温度应力分析及设计，探讨了温度荷载的确定，并通过YJK建模计算，分析了温度应力下结构变形及楼板应力分布，根据分析结果提出来相关控制温度应力的措施，为今后类似工程设计提供一定的借鉴作用。
关键词 温度应力；超长结构；温度荷载Analysis on Influence of Temperature Stress of Ultra-Long Concrete StructuresNie XingChina Railway Shanghai Design Institute Group Co. Ltd. Nanchang Institute, Nanchang 330000, Jiangxi Province, ChinaAbstract Temperature stress is one of the key problems in the design of ultra-long structures. In this paper, the analysis and design of temperature stress of ultra-long frame structure of a gymnasium are introduced, the determination of temperature load is discussed, and the structural deformation and floor stress distribution under temperature stress are analyzed through YJK modeling calculation, and relevant measures to control temperature stress are proposed according to the analysis results, which provides a certain reference for similar engineering design in the future.Key words temperature stress; ultra-long structure; temperature load引言近20年来，我国经济实力的不断增长逐步推动着现代城市的高速发展，我国建筑行业也取得了长足的发展，人们对建筑使用功能、建筑美感也提出了更高的要求，大空间、大跨度的体育场馆、会展中心、城市枢纽中心等建筑应运而生。
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超长建筑结构温度应力分析夏云峰(上海中交水运设计研究有限公司, 上海 200092)摘要:以郑州第二长途电信枢纽工程为例,对超长建筑结构进行整体有限元建模。
针对7种不同类型温度荷载的特点,利用有限元分析程序ANSYS计算。
给出了结构整体变形特点、结构中各种构件(梁、楼板、柱子及剪力墙)的温度内力变化范围以及分布规律。
通过比较得出超长建筑在各种温度作用下的最不利工况。
可为超长建筑结构考虑温度作用进行设计和施工提供参考。
关键词:建筑 超长建筑物 温度荷载 温度应力St udy on t he Te mperature Stress of Super-Lengt h Buil di ngX ia Yunfeng(Shanghai Zhongji a oW ater Transportation Design Institute Co.,L t d., Shanghai 200092)Abst ract:T aking the Second Long D istance Te leco mm unication H ub Pro ject of Zhengzhou for an exa m ple,t h is paperm akesm odels of so lid fi n ite e le m ent to super-length building.A ccord-i n g to characteristics o f te mperature l o ad of7different types and usi n g t h e ANSYS fi n ite e le-m ents ana l y sis progra m,it concl u des the characteristics of the integral structura l defor m ation, the scope and distribution o f ther m a l i n ner force o f different co mponents,such as bea m,floor slab,pillar and shear w a l.l A fter contrasti n g,it su m s up the w orse w orking cond ition for super -length bu il d i n g under d ifferent te m peratures,wh ich cou ld prov ide references to the design and constr uction o f super-length bu il d i n g by consi d ering te m perature acti o ns.K ey w ords:constructi o n super-leng t h buil d i n g te m perature load te m perature stress建筑工程中,混凝土结构的裂缝较为普遍,类型也很多,按成因可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。
其中由混凝土收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝,以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝,则是实际工程中最常见的裂缝。
随着建筑向大型化和多功能发展,超长(即超过温度伸缩缝间距)高层或大柱网建筑不断出现。
对超长结构的温度变形与温度应力,若在结构设计中处理不当,将使结构产生裂损,严重影响建筑结构的正常使用。
我国的建筑结构设计规范中不考虑温度作用[1],只做构造处理。
因此,温度应力是超长建筑结构设计中的重要研究课题之一。
1 超长高层建筑结构温度问题有限元建模研究结合工程实例,分析建筑结构各个阶段温度作用的特点,完善温度作用和温差取值的计算原则,并选出在工程设计中起控制作用的温差取值,方便设计采用。
根据实际情况建立超长建筑结构的有限元分析模型,采用有限元分析程序ANSYS 有限元计算程序,进行结构整体分析。
郑州第二长途电信枢纽工程主体为超长高层建筑结构。
主楼地下1层,地上主体19层。
19层之上局部突起2层。
柱网9.6 12m,主体结构东西长134m。
由于功能要求建筑中间不设缝,南10港口科技 港口建设北长24m ,高100.8m ,采用框架 剪力墙。
两侧筒体结构体系,建筑面积约69000m 2。
根据该建筑各种构件的承力特点和几何特征,选择合适的有限单元对实际结构进行有限元离散及模拟,见下图1。
其中梁、柱构件采用三维空间梁单元来模拟,楼板、剪力墙和筒体均选用四节点矩形薄板单元模拟,在无法实现四节点矩形单元的位置可采用三角形或不规则四边形单元模拟。
图1 结构标准平面有限元网格划分2 结构温度作用分析对于不同结构形式的建筑物,不同时段的温度作用产生的温度荷载是不同的。
就钢筋混凝土结构而言,由自然环境变化而引起的温差荷载可分为3种类型:(1)季节温差。
(2)骤降温差。
(3)日照温差。
本文主要关注建筑在长期温度荷载作用下的稳态温度效应计算。
根据算例工程所在地区的各项温度参数,设计出7种不利温度作用组合作为计算工况[2],对该建筑进行温度应力计算、分析。
具体温度工况的相关参数如下:工况1:季节温升,室外构件从冬季混凝土终凝温度升至夏季计算温度,室内为夏季正常工作环境。
工况2:季节温升,室外构件从冬季混凝土终凝温度升至夏季计算温度,室内为夏季无空调工作环境。
工况3:季节温降,室外构件从夏季混凝土终凝温度降至冬季计算温度,室内为冬季正常工作环境。
工况4:季节温降,室外构件从夏季混凝土终凝温度降至冬季计算温度,室内为冬季非正常工作环境。
工况5:冬季遭遇极低温天气,外围构件外表面温度进一步降低,内部构件温度不变。
工况6:夏季昼夜更替引起的气温周期性变化。
外围构件外表面温度下降,内部构件温度不变。
工况7:夏季日照温差引起向阳面外围构件外表面温度升高。
背阳面的外围构件计算温度不变,内部构件温度保持不变。
3 温度应力计算及其分析分别对7种工况进行了温度应力计算,将部分构件温度内力或应力计算结果列于表1中。
表中应力值为正表示拉应力,反之为压应力。
3.1 梁在各种温度工况作用下,建筑底层的梁轴力最大,且最大轴力均出现在纵向轴线最长的边轴内。
随着楼层位置升高,梁受到来自于底部基础的约束作用逐渐减小,从而导致梁轴力迅速下降。
到达建筑顶部,梁轴力已经衰减至很小。
温度变化最为显著的工况4造成的梁轴力最显著,而短期快速影响结构的昼夜温差和日照温差等工况引起的梁轴力相对较小。
相比之下,梁端弯矩的大小主要取决于梁所在楼层的平面布置、构件之间的节点刚度。
从各楼层梁端弯矩分布图中发现,主梁与柱、梁与剪力墙、梁与筒体交接部位的梁端弯矩值较大。
而在规则的平面柱网区域内梁端弯矩值较小且分布均匀,各楼层的梁弯矩分布受相邻楼层的影响不明显。
总体来说,温度荷载对梁构件的影响集中体现在建筑底部几层。
3.2 楼板楼板温度应力的分布与发展同样遵循着一定的规律。
不论在何种温度工况作用下,结构底部几层和顶部几层的楼板温度应力较大。
造成结构底部几层特别是底层楼板应力较大的原因是:底部楼层距离基础较近,楼板受到框架梁以及剪力墙的约束作用显著,导致其应力较大。
另一方面,建筑顶部受到的约束作用虽然很小,但由于顶部屋面板上作用的温差值较内部构件大,内外之间的变形制约作用引起了该处的附加温度应力,由此造成顶部楼板的温度应力也较为突出。
同时,在建筑中平面布置发生突变的部位,如尖端、洞口等位置,以及楼板与剪力墙、筒体交接处都出现了应力突增现象。
平面布置较为规则的柱网内部楼板温度应力较小。
可能出现应力集中的位置,在设计中应引起特别注意。
若处理不好,很可能引起局部混凝土开裂现象,影响整体结构的正常使用。
11 港口科技 港口建设表1 各工况楼板、剪力墙及筒体温度应力极值工况楼 板剪力墙和筒体 11(M Pa) 22(M Pa) 11(M P a) 22(M P a)M I N M AX M I N MAX M I N M AX M I N M AX工况1-12.31.9-8.13.5-4.03.6-6.74.6工况2-15.01.6-12.84.1-5.15.9-9.06.7工况3-5.213.1-5.88.0-4.65.6-5.28.7工况4-3.421.7-6.214.4-6.67.1-8.211.8工况5-1.22.5-1.31.5-0.80.9-0.50.8工况6-2.24.5-2.42.8-1.41.6-1.21.4工况7-3.13.0-2.11.7-2.21.5-1.91.23.3 柱子与剪力墙 筒体柱子是框架结构中主要的竖向承力构件。
由于建筑竖向不受约束,柱子可以自由热胀冷缩,因此在温度作用下柱子轴力相对较小,柱子的温度内力主要体现在底部两层的边柱端弯矩。
剪力墙和筒体的存在加大了建筑结构的温度效应。
由于该建筑纵向端部设计了筒体结构,大大限制了结构的梁、楼板等的水平伸缩,从而引起了较大的温度应力。
框架部分中布置的分段剪力墙也起到增大梁、楼板温度应力的作用。
筒体对梁、板的强约束作用也使其自身受到很大的反作用力。
4 结论通过对各种温度工况作用下超长建筑的温度效应进行分析对比,发现季节温差引起的温度应力明显大于骤降温差和日照温差引起的短期温度效应。
季节温度作用持时长,温差大,同时伴随着施工过程中的混凝土收缩变形。
由此决定了季节温差是较为不利的工况作用,而其中尤以工况4 (建筑物承受从夏季施工至冬季投入使用过程中的季节降温作用)给结构带来的危害最显著。
相对而言,骤降温差和日照温差持时短,作用范围集中在建筑外围构件。
虽然计算得出的温度效应值不大,然而这些短期温差通常周期性作用于建筑物,尤其日照温差对结构的不对称作用大大加重了其不利影响。
温度应力起源于温度变形受到约束,因此混凝土的徐变松弛现象对温度应力的缓解作用应该在实际工程中予于考虑。
根据有关文献[3]的建议,可将上述有限元弹性计算的温度内力(应力)乘以混凝土徐变应力系数0.3后作为实际作用的温度应力。
我国现行规范未对温度作用与其它荷载的组合作出规定。
温度作用效应随季节、使用环境等因素变化而变化,需要进一步确定温度作用效应的各项组合系数,才能真正将温度作用作为一种荷载形式引入结构设计中去。
5 建议通过实际工程算例的温度应力计算分析发现,对于超长建筑物必须采用预防和减轻结构温度收缩的设计。
其中,目前较为有效的是设置后浇带方案,已被本工程应用,经过后期定期观察,该建筑投入使用五年来暂无严重开裂现象。
设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的具体措施如下:有效设置后浇带。