某超长框架结构温度应力分析及设计
超长框架结构的温度作用计算及工程设计.
超长框架结构的温度作用计算及工程设计提要阐述了超长框架结构的温度作用计算方法；并就一工程实例，示范了在实际工程设计中如何进行这类结构的设计。
关键词超长框架结构，温度作用1 问题的提出我国现行规范对现浇框架结构的伸缩缝间距规定不超过55m，而某些工程中常常会由于工艺专业的需要，要求建筑不设缝或尽量不设缝；这时如果建筑物较长，在施工和使用过程中就会产生一定的收缩应力或温度应力，当这些应力达到一定程度时，就会影响建筑物的正常使用功能；因此当建筑物达到一定长度时，就必须对结构的温度作用进行计算。
鉴于此，本文在文献[1]的基础上，介绍了超长框架结构的温度作用计算方法，并以此为基础，对某一超长框架结构的温度作用进行了计算。
2 超长框架结构的温度作用计算方法2．1 计算假定为简化计算，通常对多层框架进行手工计算时会作出如下一些假定，即框架柱的抗侧刚度只考虑本层相连梁及其上下层相连柱的影响；本层结构所受到的作用只对与本层相连的梁柱有影响。
除此之外，本文在计算温度作用时还作出如下的两条假定，即同一楼层各节点所受到的温差相同；当框架各构件材料性质相同，竖向构件和水平构件的刚度分布均匀时，在相同温差作用下，框架某层某节点产生的侧移与该点相对于本层不动点的距离成正比。
2．2计算温度作用下楼层不动点的位置以某一单层平面框架为例（见图一），若该楼层在负温△T的作用下产生收缩，根据上述假定，每一框架柱的柱顶产生指向平衡不动点的收缩尺寸为βX I（β为伸缩率，是与距离无关的线性常数），同时每一框架柱的柱顶必然受到指向楼层不动点的剪力Q I或P J，而柱顶剪力与框架柱的抗侧刚度（产生单位位移所需的水平力）及侧移大小成正比，即Q I=K IβX I，P J=S JβX J。
若楼层仅在温度作用下，根据力的平衡，应有∑Q I=∑P J，亦即有∑K I X I=∑S J X J，由此式可以看出，楼层的平衡不动点位于框架柱的抗侧刚度中心。
超长结构温度应力分析与控制措施
超长结构温度应力分析与控制措施摘要：随着人们对建筑物使用功能的要求越来越高，一些公共建筑正逐渐向大型化、舒适化发展，大量超长、超宽的大型公共建筑随之涌现。
由于季节变化的影响，超长结构的温度应力问题会导致混凝土楼板产生裂缝，严重影响建筑的使用功能和结构安全，因此温度作用在设计中必须予以考虑。
本文以某钢筋混凝土框架-剪力墙结构为例，对超长结构的温度应力问题采用有限元分析程序MidasGen进行了计算分析并给出了控制措施。
关键词：超长结构；温度应力；后浇带；有限元分析1、前言超长结构，由于季节变化等因素的影响，会让超长结构的混凝土发生变形，当混凝土的变形受到墙体等构件的约束，楼板内便会产生较大的温度应力，当温度应力高出混凝土的抗拉强度时，就会导致混凝土楼板会产生裂缝，通常情况下，若在结构中采用低收缩混凝土材料、设置后浇带以及采用预应力钢筋等措施时，温度应力及收缩应力对结构的影响一般可以忽略。
但超长混凝土结构中，如若不进行合理的温度效应控制，柱、墙等竖向构件将产生显著的温度内力，影响结构的承载能力；楼板则很有可能开裂并形成有害的贯通裂缝，对建筑防水和结构的耐久性很不利，影响建筑的正常使用，因此，如何降低温度应力的影响是超长结构设计的关键问题。
2、工程概况某五星级酒店主楼部分采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构，楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板体系，底部裙楼为两层宴会大厅，并设有斜圆柱形主出入口。
框架柱截面尺寸600mmx600mm～900mmx1200mm，墙截面尺寸200～500mm。
现行GB50010－2010《混凝土结构设计规范》中对房屋建筑工程结构伸缩缝的最大间距做如下规定：对于现浇式结构，普通砖混结构50m，框架结构55m，剪力墙结构45m，框架-剪力墙结构根据框架和剪力墙的具体布置情况取45~55m之间，通常可取50m。
该酒店结构不设缝轴线尺寸为167.2m，超过了规范要求。
3、温度工况(1)温度荷载。
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。
超长混凝土结构的温度应力分析与设计实践
超长混凝土结构的温度应力分析与设计实践摘要:论述了温度应力、温度荷载的取值，并根据实际情况提出了结构设计和施工时裂缝控制的构造措施。
关键词:超长混凝土结构;温度应力;等效温差; 裂缝引言当混凝土结构受到降温作用时, 结构物自身就会发生收缩变形( 混凝土的线膨系数为α= 1x10- 5 ) , 当变形受到约束的时候, 结构物内部就会产生温度应c力。
当温度的变化较大时, 产生的应力有可能超过混凝土的抗拉强度, 而导致楼板的开裂。
如今，随着经济的发展，越来越多的建筑尺寸大大超过《混凝土结构设计规范》8.1.1条所规定的要求，同时规范8.1.3调规定“当伸缩缝增大较多时，尚应考虑温度变化和温度收缩对结构的影响”。
在实际工程设计中，往往通过设置后浇带来解决建筑物超长带来的混凝土收缩和温度变化的影响。
山东某幼儿园采用现浇混凝土框架结构，建筑设计要求不设置伸缩缝。
在结构设计中，在考虑温度应力的前提下，通过设置后浇带、双梁，以及采用SATWE和PMSAP软件进行温度应力分析等技术措施，取得了预期的效果。
1工程概况项目位于山东省滕州市，地上三层，建筑主体高度11.1m，总宽29.1m，总长度75.6m。
超过《混凝土结构设计规范》8.1.1条所规定的要求。
为了考虑温度应力的作用，防止结构出现温度裂缝，对结构采用PKPM系列软件SATWE进行了温度应力分析得出温度应力的大小及分布规律。
2温度应力的计算2.1温度作用效应组合《建筑结构荷载规范》( GB 50009—2012) 中并未具体规定温度作用的分项系数。
参考SATWE软件，温度作用分项系数取 1.5，温度作用效应的组合值系数取0.8;最不利温差与风、雪荷载等组合值系数取0.6。
不考虑温度作用效应与地震作用的组合，在正常使用极限状态验算时，温度作用效应的组合值系数取0.8，频遇值系数取0.4，准永久值系数取 0。
考虑混凝土的徐变应力松弛，混凝土构件温度效应折减系数取0.3。
超长框架结构的温度应力的探讨
超长框架结构的温度应力的探讨1 引言随着我国经济的高速发展，人民生活水平的逐步改善，对建筑物使用功能的要求越来越高，尤其是一些公共建筑正逐渐向大型化的方向发展。
许多超长、超宽的大型建筑也经常出现，这些建筑如果按照国家规范的要求需设置一道或多道伸缩缝，但这势必会影响建筑的立面和整体效果，而且还会给消防设备、电气管线以及采暖通风设备的安装带来不便。
为了保证建筑的整体性，对该类建筑常常作无缝设计，这便是我们通常称的超长结构。
钢筋混凝土温度应力和温度变形一直是工程界所关注的问题。
目前，规范也仅是对均匀温度作用的计算给出了规定。
对于温度场的定量计算，温度作用下的结构内力的计算理论和计算模型还没有一致的观点[1]。
工程实践中所采用的方法多是采取结构构造措施，采用概念设计的方法，将温度效应控制在一定范围内，以保证结构的安全和正常使用。
对控制温度裂缝措施的效果还需要进一步的工程实践来证明。
本文主要结合中润欧洲城工程，从自然环境下超长框架温度场的建立入手，利用PMSAP对其进行框架梁和楼板的温度应力分析，以指导在实际工程中应重视的部位和程度，为工程设计计算提供有力的根据。
2 温度场的建立热胀冷缩是建筑物的普遍特性。
对于建筑结构而言，不同体型、不同平面形式以及不同时段温度产生的内力大小是不同的。
从时段角度可以将建筑物所受温度作用分为4个阶段，从温度荷载起因的不同又可将温度作用区分为3种类型[2]。
下面将分析温度对建筑的作用和温度荷载类型，提出适合所选工程实例的具体温度工况。
2.1温度对建筑的作用主体结构处于施工阶段。
对于常见的现浇整体结构而言，竖向一般采用分层施工，而同一层结构平面通常为一次性浇注。
结构混凝土在施工过程中，混凝土硬化失水干缩，以及水泥水化过程中因为水化升温及随后的降温冷缩，使楼层平面内产生了温度收缩应力。
楼层平面中的梁板收缩变形受到竖向构件的约束将产生拉应力，主体结构中的竖向构件由于梁板的变形而受到推（拉）力。
超长框架结构的温度应力分析
该部分结构长 １ ２ ４ ． ５ ｍ， 宽９ ９ ． ３ ｍ， 为钢 筋混凝 土框架结 构 。 长不大于 １ ． ０ ｍ划分 网格 ， 壳单元与杆单元协调变形 ， 共 同工作 。 为 了造型 和采光需 要 ， 中 间医疗间开 有 ４个 １ ６ ． ８ ｍ ｘ １ ０ ． ７ ｍ 的 洞， 入 口处有一个 ２ ５ ． ２ ｍ× ２ ３ ． ４ ｍ 的采光 天井 ， 靠近北部 主楼一
关键词 ： 超长结构 ， 伸 缩缝 ， 温度应 力， 温 度裂 缝 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ３ ７ ５ ． ４ 文献标识码 来自 Ａ １ 工程 概况
近年来 ， 兴建 了大 批超大 型公 共建 筑 ， 如停 车库 ， 候 车厅 ， 医 院等。这些超大型建筑 的尺 度远远 超过 了混 凝土规 范规 定 的伸
超 长 框 架 结 构 的 温 度 应 力 分 析
童 菊仙
摘
陈
曙
４ ３ ０ ０ ７ ０）
（ 中南建筑设计院股份有限公司， 湖北 武汉
要： 针对超长钢筋混凝土结构在温度变化时聚集较大温度应力 ， 在降温时极易产生结构裂缝 ， 导 致漏水 ， 钢筋锈 蚀等影 响结构
寿命的现象 ， 详细阐述 了一实例 工程 的计算分析过程、 构造措施和施工措施 ， 并对超长结构的设计和施工提 出了较好 的意见和建议。
造型 的需要结 构不设 缝 。
５℃ ， 月平均最高气温 Ｔ ｍ ＝ ３ ７℃。考虑建 筑外保 温作用及 建
侧有 ２个洞 口， 且平面有较大 的凹入。为了保证 结构 的整体性 和 筑 内部空调作用 ， 取结构最高平均温度 … ＝３ ０℃ ， 结构最低 平
均 温 度 ； ＝１ ０ ｏ Ｃ。
措施 。
本文通过对一超 长混凝 土框 架结构 的计 算和构 造来 讲述 超 ２ 结构计 算 采用 Ｅ ｔ ａ ｂ ｓ 计算软件 ， 建 立整体模 型， 进行受力性 能分析 。框 架梁柱采用杆单元 ， 楼板采用壳单元模拟 。壳单 元按控制 最大 边 温度作用 分析 的参数 取值 ： 武汉 市 月 平 均最 低 气 温 ． ＝
某超长框架结构温度应力分析及设计
某超长框架结构温度应力分析及设计发表时间：2020-11-05T09:54:17.453Z 来源：《基层建设》2020年第18期作者：汪宇[导读] 摘要：超长结构是当代商业社会下的常见结构类型，而其温度应力的处理和减弱，也是广大建筑项目建设者都需要着重考虑的问题。
大连大学摘要：超长结构是当代商业社会下的常见结构类型，而其温度应力的处理和减弱，也是广大建筑项目建设者都需要着重考虑的问题。
基于此，本文结合某大型商业综合体项目实际，分析了在温度应力影响下，如何对结构进行设计。
从而实现建筑项目的稳定性和安全性，促进区域居民生活水平的提升。
关键词：超长框架结构；温度应力；工程；温差0 引言超长混凝土框架结构的特点是其结构单元的长度较大，比混凝土结构规范中限定的一般伸缩缝间距要更大，所以在设计时需要考虑更多因素，从而加强建造建筑的结构能够满足使用的稳定性和安全性要求。
在一般的建筑结构中，设计的混凝土框架选择低收缩的混凝土材料、钢筋加固、后浇带加强养护等措施，都能够一定程度的降低材料所受到的温度应力、收缩应力等因素对结构的影响[1]。
但在超长框架结构中，对这些应力作用的处理则是结构设计的重要部分，也是设计和建造过程中需要重点处理的部分。
以下结合笔者参与的具体工程实例，对如何设计超长框架结构温度应力的内容展开探讨。
1 超长结构温度应力作用对工程建设的影响1.1温差分析在自然环境的作用下引起钢混凝土结构中的温差荷载的主要因素包括三点：季节温差、骤降温差以及日照温差。
一般情况下，长期稳定荷載作用下的温度效应对整个结构的内力起到挖制作用，而骤降温差和日照温差引起的的短期温度作用-一般只考虑温度场趋于稳定后的温度效应。
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。
出现温差时梁板等水平构件变形受到竖向构件的约束而产生应力，同时竖向构件会受到相应的水平剪力[2]。
施工阶段后浇带未封闭以前，温差对结构的影响忽略。
超长楼盖温度应力分析及设计
超长楼盖温度应力分析及设计近年来，随着现代建筑的不断创新和发展，国内涌现出大量的超长结构。
为了满足建筑的使用功能和美观等要求，越来越多的业主和建筑师要求超长混凝土结构不设置伸缩缝，这无疑突破了结构规范的限制，同時也给结构工程师带来新的挑战。
本文通过一个工程实例介绍了超长楼盖的温度应力分析以及设计，已供交流与探讨。
标签超长楼盖；温度应力；分析；设计1、工程概况本项目博雅A座位于江西省新余市，为一围合式办公建筑，上部结构分为五个区，分别为南楼、北楼、东楼、西楼和中楼。
地下室共一层，同时将地上五区连为一体。
其中南楼地上17层，总高74.7米，采用框架-剪力墙结构，框架和剪力墙的抗震等级均为三级。
南楼的结构平面如图1，平面典型尺寸为18m*125m，应建筑师的要求，楼盖除了在长度方向设置了二道后浇带外，其余均不设缝。
根据《混凝土结构设计规范》的有关规定，框架-剪力墙结构伸缩缝的最大间距为50m，当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
本工程纵向长125m，已大大超过规范限值，依据规范要求笔者对该超长结构进行了温度应力分析和设计。
2、温度应力分析对于工业与民用建筑中的复杂结构和超长结构，由于混凝土的收缩和气温的变化都会使结构产生不可忽视的变形，因此近些年来，对这些结构也越来越多的考虑温度作用的影响。
温度作用有以下四类：混凝土收缩等效温差；季节温差；骤降温差；日照温差。
混凝土收缩等效温差是指将混凝土的收缩换算成等效当量温差，再和结构的温度变化叠加，形成计算温差后再进行温度应力分析。
混凝土的收缩是一种随时间而增长的变形，结硬初期发展较快，一个月约完成50%，两个月完成60%～80%，以后却增长缓慢，一般两年后趋于稳定。
本工程楼盖在长度方向设置了二道后浇带，间距约40米，两个月以后浇筑，可以认为采取了设置后浇带的措施后，混凝土的收缩应力因得到释放而变得很小，计算时可忽略混凝土收缩等效温差的影响。
基于杭州某超长结构项目的温度应力分析与控制
基于杭州某超长结构项目的温度应力分析与控制发布时间：2021-06-25T08:27:27.033Z 来源：《防护工程》2021年6期作者：冯飞1 唐婷婷2[导读] 近年来，随着社会经济的飞速发展，各种大型的建筑工程项目不断涌现。
在大型建筑工程项目施工中，超长、超宽建筑已成为建筑行业的新趋势，这些超长混凝土结构在不同温度的作用下内部应力变化较大，如果温差较大可能会导致结构内部的拉应力大于结构的抗拉能力，从而产生结构构件裂缝。
冯飞1 唐婷婷21华润置地杭州公司；2新鸿基地产杭州公司浙江杭州 310000摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，各种大型的建筑工程项目不断涌现。
在大型建筑工程项目施工中，超长、超宽建筑已成为建筑行业的新趋势，这些超长混凝土结构在不同温度的作用下内部应力变化较大，如果温差较大可能会导致结构内部的拉应力大于结构的抗拉能力，从而产生结构构件裂缝。
为了避免温度应力病害问题，在涉及超长结构的建筑工程项目设计中，要采取有效的措施来尽量降低温度应力对于超长结构的影响，减少温度应力造成的裂缝。
本文基于杭州某超长结构项目的温度应力计算进行分析，并提出相应控制建议。
关键词：超长结构；温度应力；控制杭州某超长结构项目为商业裙房，地上5层，地下3层，为混凝土框架结构。
项目Y方向长度约为260米，X方向长度约为180米，由于建筑使用功能需求，未设置结构缝。
1超长结构温度应力分析结构初始温度T0取后浇带合拢温度，根据《荷载规范》第9.3.3条规定：“混凝土结构的合拢温度一般取后浇带封闭时的月平均气温”，查找气象资料显示，杭州地区的12月、1月、2月、3月平均气温均可在10度以下，因此应采取措施将后浇带合拢时间安排在这4个月中。
温度场设定初始温度考虑误差±5度，即T01=15度，T02=5度混凝土收缩在混凝土内部产生拉应力，后浇带封闭后的残余收缩等效为结构的整体降温。
混凝土收缩比例随时间延长快速降低，推迟后浇带的封带时间可有效减少混凝土的残余收缩变形，对超长结构的温度应力控制意义重大。
某超长研发中心温度应力分析
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ Ｕ ｌ ａｏ ｇ ｆａ ；Ｔｅ ｐ ｒ ｔｒ ｔｅ ｓ ｙ ｒ ｓ： ｔ ｌｎ ｒｍｅ ｒ ｍ ｅａ ｕ ｅｓｒ ｓ ；Ｃｒ ｃ ｏ ｔｏ ；Ｅ ｕｖ ｌｎ ｅ ｅａｕ ｅ ａｋ ｃ ｎ ｒ ｌ ｑ ｉａｅ ｔｔｍｐ ｒ ｔ ｒ
引 言
近年来 ， 随着我国建筑业 的迅猛发展 ， 在各 种大型建 筑 的
ｕ ｎ ｌ ｅ ｅａｕ ｅｄｆｅｅ ｃ ，ｓ ｒｎ ｉｇ ｅ ｕｖ ｌｎ ｅ ｅａｕ ｅｄｆｅｅ ｃ ｎ ｒ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｅｆ ｉｎ． Ａｌｏ Ｍ ｓｂ ｉ ｙ ｒａ ｍｐ ｒｔ ｒ ｉ ｒｎ ｅ ｈ ｉｋｎ ｑ ｉａｅ ｔｔｍｐ ｒｔ ｒ ｉ ｒｎ ｅａ ｄ ｃｅ ｐｒｄ ｃｉ ｏ ｆｉ ｅ ｔ ｔ ｆ ｆ ｏ ｃ ｓ ，ａＦＥ ｉ ｕｌ ｂ ｔ Ｓ ＡＰ２ ０ ｎ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉｎ ｌ ａ ａ ｅ ｎ ｓ ｒ ｒ ． ｎ ｎ ｗｉ ｔ ｒａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ．Ｗ ｅ ｆ ｄ ｔ ａ ｈ ｏ ｃ ｆｓ ｍｅ ｓ ｒ ｅ ０ ０ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｄ ｃ ｓ ｓｉ ｕ ｎ Ｄ Ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｅ ｒ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ｆ ｏ ｏ ｅ ｉ ｈ ｔｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｏ ｏ ｔｕ — ｎ
上海某研 发中心大 楼采用框 架结构 ， 局部布 置剪力墙 ， 共 六层 ， 长方 向 ２ ８ 短方 向 ６ ． ｍ， ０ ｍ， ４ ８ 长方 向设两道缝 ， 将结构分 为三部分 ， 分别为 ５ ．５ ９ｍ，５ ２ｍ。结 构平 面布置 如 图 ５ ２ ｍ，６ ５ ． ５
ｔ ｒ ｏ ｏ ｅ ｔ ｈ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｌ ａ ．Ｔｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｏ ｏ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｎ ｌ ｓｓ ｒ ｓ ｌｓ ｕ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓｃ ａ ｇ ｄ ｇ ｅ ｔｙ ｕ ｄ ｒｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｄ ｏ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ａ ｏ ｅｃ ａ ｋ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｏ ｓａ ｅｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｔｈ ａ ｅ ｒ ｖ ｄ ｓｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｔ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｓ ｒ ｓ ｆｔ ｅｓｍｉ ｒｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ． ｄ ｎ ｓ ｍ ｒ ｃ ｏ ｔｏ ｈ ｄ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｍｅ ｅ ｐ ｐ ｒｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｔ ｅ ｓｏ ｈ ｉ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｔ ａ
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某超长框架结构温度应力分析及设计
摘要：超长结构是当代商业社会下的常见结构类型，而其温度应力的处理和减弱，也是广大建筑项目建设者都需要着重考虑的问题。
基于此，本文结合某大型
商业综合体项目实际，分析了在温度应力影响下，如何对结构进行设计。
从而实
现建筑项目的稳定性和安全性，促进区域居民生活水平的提升。
关键词：超长框架结构；温度应力；工程；温差
0 引言
超长混凝土框架结构的特点是其结构单元的长度较大，比混凝土结构规范中
限定的一般伸缩缝间距要更大，所以在设计时需要考虑更多因素，从而加强建造
建筑的结构能够满足使用的稳定性和安全性要求。
在一般的建筑结构中，设计的
混凝土框架选择低收缩的混凝土材料、钢筋加固、后浇带加强养护等措施，都能
够一定程度的降低材料所受到的温度应力、收缩应力等因素对结构的影响[1]。
但
在超长框架结构中，对这些应力作用的处理则是结构设计的重要部分，也是设计
和建造过程中需要重点处理的部分。
以下结合笔者参与的具体工程实例，对如何
设计超长框架结构温度应力的内容展开探讨。
1 超长结构温度应力作用对工程建设的影响
1.1温差分析
在自然环境的作用下引起钢混凝土结构中的温差荷载的主要因素包括三点：
季节温差、骤降温差以及日照温差。
一般情况下，长期稳定荷載作用下的温度效
应对整个结构的内力起到挖制作用，而骤降温差和日照温差引起的的短期温度作
用-一般只考虑温度场趋于稳定后的温度效应。
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。
出现温差时梁板等水平
构件变形受到竖向构件的约束而产生应力，同时竖向构件会受到相应的水平剪力[2]。
施工阶段后浇带未封闭以前，温差对结构的影响忽略。
施工阶段后浇带封闭，建筑隔墙及装修完成以前，受外界温度影响最大，极容易出现开裂。
使用阶段由
于外围有幕墙，屋顶有保温，可考虑温差效应作用打折。
1.2 温度应力计算
参考王梦铁的《工程结构裂缝控制》中的相关计算方法，混凝土收缩应变的
形式和发展与混凝土龄期密切相关，任意时间t（天数）时混凝土已完成的收缩
应变为：
（1）
其中为各种修正系数[3]。
混凝土收缩是一个长期的过程，影响最终收缩量的
因素有水泥成分、温度、骨料材质、级配、含泥量、水灰比、水泥浆量、养护时间、环境温度和气流场、构件的尺寸效应、混凝土振捣质量、配筋率、外加剂等。
由于竖向构件的约束，水平构件的混凝土收缩会产生拉应变，这种收缩应变可以
和混凝土因温度变化产生的应变等效，可用产生等量应变的温度差（当量温差）
计入混凝土收缩效应的影响。
2 对温度应力的一般解决措施
2.1施工材料的标准化设计
本工程利用的混凝土材料是由低收缩低水泥、碎石骨料和外加剂等材料均匀
混合而成。
要求综合各原材料剂量，在软件中进行统计计算。
基本需求是外加剂、水泥和骨料都能够满足项目建设的质量要求，且使用时严控各原材料的剂量，从
而确保配比混合后的材料性质能够贴合降低温度应力的需求。
例如降低水灰比，
在设计配合比阶段，采取降低水灰比的措施。
设置后浇带，降低水灰比目的在于
减少用水量，降低混凝土的收缩。
同时要求施工单位在混凝土浇筑阶段，在混凝
土初凝前进行二次振捣，避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。
采用补偿收缩混
凝土。
膨胀混凝土在限制条件下，在混凝土中建立一定的预应力，改善了混凝土
的内部应力状态，从而提高了它们的抗裂能力。
在水泥硬化过程中，膨胀结晶体（如钙矾石）起到填充、切断毛细孔缝作用，使大孔变小孔，总孔隙率减少，从
而改善了混凝土的孔结构，提高了它们的抗渗透性和力学性能。
2.2 施工结构设计
在特定部位建设伸缩缝，通过在顶层等建筑结构层建设伸缩缝，能够缓解温
度应力的作用，也不会影响的建筑结构的一体化观感。
采用专门的预加应力措施
和预应力混凝土结构设计。
在主体结构顶部和超长楼层中部布置单向无粘结预应
力钢筋（沿长方向），按照裂缝控制的技术要求施加预应力，以起到约束楼板和
水平构件的温度变形的作用。
加强屋面保温隔热措施。
层面采用高效保温材料，
严格满足建筑节能设计标准。
局部加强配筋。
3 超长框架结构温度应力设计的案例研究
3.1 案例介绍
本工程是一项大型商业综合体项目，场地位于湖北省荆州市。
商业建筑面积
约12.67万平方米，其中大商业建筑面积约10万平方米。
大商业平面近似“一字型”，水平尺寸为298mx86m。
根据该项目施工进度计划，本工程计划6月封顶，
根据荆州市气温变化情况，考虑后浇带封闭时温度为32℃，考虑后期最大升温为0℃，考虑后期最大降温为16℃，再与砼收缩当量温差进行叠加，故本工程最不
利最大降温为：二层为-26℃；三层为-29℃；四层及以上为-34℃；。
若后浇带封
闭时温度较低，则升温可能更大，楼板中会出现压应力，但框架会出现水平位移。
反之亦然。
3.2 收缩当量温差分析
在本工程中，由于整个结构是一个综合性的超长建设项目，加上荆州市气候
的温度应力作用较大，而且业主要求不设缝。
因此考虑在结构平面上通过设置变
形缝将姓构在合适的位置断开。
以下将针对二层B区的具体情况讨论超长框架结
构温度应力的分析及设计。
但本工程屋面出现较多退台，应考虑温差的不利作用。
混凝土的收缩徐变引起的收缩当量温差也应考虑。
根据《工程结构裂缝控制》中
相关计算公式和表格。
采用YJK软件对整体模型进行温差和收缩效应分析，楼板
采用弹性膜模拟，分层对整个平面内的节点施加相应的温差作用进行计算，设计
流程如图1。
图1：应用YJK软件设计计算温度荷载
图2：屋顶Y型伸缩缝的结构设计
为考虑砼的徐变应力松弛，砼构件的温度内力可以乘以折减系数0.3；温度效应的组合贡献：可以取组合值系数0.7乘以分项系数1.2=0.84；降温工况下，各
楼层楼板承受拉力，二层楼板拉应力最大，随楼层增加，楼板拉应力减小。
同一
楼层楼板，拉应力较大位置一般分布在楼板中间以及洞口周边。
对于局部产生的
应力集中的楼板，可通过采取特定措施来减小应力集中，改善温度应力，比如将
洞口角部倒角使其圆滑过渡。
3.3 本工程采用的降低超长框架结构温度应力的处理措施
为了更好的释放早期混凝土收缩应力，有针对性地采取了控制和抵抗温度收
缩应力的综合措施，减小以收缩为主的变形。
除了一般的温度应力控制措施外，还在施工过程中每隔40m左右留800mm的混凝土后浇带（一般在小跨梁开间或受力较小的部位，梁跨三分之一处设置）。
待主体完成后两个月采用强度较主体混凝土高一个标号的无收缩或微膨胀混凝土浇筑。
还依照业主要求定制了如图2所示的屋顶Y型伸缩缝
屋面板等外露室外现浇板（含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板）以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板，均在板面（即板的受压区）配置不小于φ8@200双向钢筋网片；并在温度影响较大的部位如端开间处板筋通长设置并提高配筋率。
控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C30。
4结语
超长混凝土结构是建筑结构设计中的常见类型，而对影响结构稳定性的温度应力进行处理，也是本类项目结构设计中的重点问题。
本文通过对某超长框架结构工程实例的分析，探讨了如何针对超长框架结构的温度应力来改进和优化设计简析了温度作用下建筑主体所受的应力情况，利用YJQ软件分析三维应力数据，从而指导对超长结构的设计和施工改进，给同行提供参考借鉴。
参考文献：
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[2]基于OpenSees的主裙楼钢筋混凝土框架结构碰撞分析[J].周奎，陈妮娜，陈思
[3]框架结构填充墙破坏机理分析及其在结构设计上的应用[J].郭海芳.科技创新导报.2009（12）
作者简介：汪宇 1985.08.06 男武汉汉硕士研究生大连大学研究方向：结构工程。