超大型钢结构厂房7区局部结构温度应力_位移分析
某新工科研发大楼超长结构温度应力分析
第4期（总第228期）0引言《混凝土结构设计规范（2015版）》（GB 50010-2010）[1]第8.1.1条规定了钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距，当间距增大较多时，温度变化会引起大部分混凝土构件产生较大的温度应力，造成楼板开裂，因此有必要通过结构计算找出温度作用对梁、板、柱内力变化的影响，并根据计算结果采取相应的施工和构造措施加强结构的抗裂能力。
1工程概况某新工科研发大楼位于福建厦门翔安区，设置1层人防地下室，地上结构采用框架-剪力墙体系，地上层数10层，最大檐口高度为49.25m ，从东到西的总长度为108m ，从北到南的总长度为39.6m ，不允许设置伸缩缝，建筑效果图见图1，图2为典型平面结构示意图。
图1建筑效果图图2典型平面结构示意图2温度作用分析结构温度效应主要包括局部温度效应和均匀温度效应。
通常可以通过建筑覆盖措施来避免局部温度效应的影响，均匀温度效应对结构的影响最大，这也是设计中最常考虑的问题[2]。
由均匀温度变化引起的温差主要是收缩当量温差和季节温差。
2.1收缩当量温差混凝土收缩来源于水泥浆的一系列物理-化学反应过程，水灰比大收缩大，收缩在60~90d 达到峰值。
本工程沿东西方向设置两条混凝土后浇带，后浇带在60d 后进行浇筑，混凝土已经完成部分收缩，参考《工程结构裂缝控制》[3]及《超大面积混凝土地面无缝施工技术规范》（GB/T51025-2016）[4]附录A.4.1，剩余的混凝土收缩可以换算成当量温差，相关计算公式如下：εy (t)=εy 0（1-e-0.01t）M 1M 2M 3…M 13（1）T y （t ）=εy （t ）/a（2）△T=［εy (∞)-εy (60)］/a（3）式中：εy （t ）为任意时间的混凝土收缩值；εy 0为标准试验状态下的极限收缩，取3.24×10-4；M 1、M 2……M 13为非标准条件的修正系数；T y （t ）为混凝土的收缩当量温度；a 为混凝土的线膨胀系数，取1×10-5。
钢结构温度应力释放构造做法的研究
结构 抗震文章编号:1009-6825(2011)09-0031-02钢结构温度应力释放构造做法的研究收稿日期:2010-12-05 :唐山市科技技术研究与发展指导计划项目(项目编号:09110232c)作者简介:马卫华(1978-),男,讲师,唐山学院土木工程系,河北唐山 063000马卫华摘 要:概括了钢结构解决常温下温度应力问题的措施,提出了在厂房纵向中部设置温度应力释放区,利用可滑动螺栓连接释放温度应力的构造做法,以有效减小温度应力影响,满足钢结构连接的构造要求。
关键词:钢结构,温度应力,应力释放中图分类号:TU 391文献标识码:A0 引言建筑物处于自然环境中受到各种温度变化的影响,当构件内部温度变化所引起的膨胀或收缩受到约束时就要产生应力,即温度应力。
近年来,钢结构在长度和高度方面都在不断的增加,其温度应力的影响也越来越明显。
通过恰当的构造做法来释放温度应力,是解决问题的方法之一。
1 解决温度应力的措施目前对一般钢结构处理温度应力的措施有四类:1)结构的长、宽都在规范设定的范围内时不考虑温度效应;2)结构的长或宽较大时,通过增设伸缩缝来防止温度应力的破坏;3)结构设计时,加乘一个安全系数来减小温度应力所占荷载的比例;4)采用长圆孔结构来释放温度应力。
部拆除原有旧民宅之争。
深入调查的结果是,发现那里竟有北宋时期的 高丽使馆 遗址等几座极有史料价值和艺术价值的建筑遗存。
如果跟随当时国内那股 草坪风 ,一味追求所谓欧陆式的绿地效果,换来的称赞只是一时的,留下的遗憾却是永远的。
保护城市的历史文化,事关社会各界,但首要的责任在政府。
即使在高度市场化的国家也是如此。
与不少欧洲古城相比,中国的历史文化名城除个别外,真正实施原物保护(文物保护)、原貌保护(历史街区保护)的范围要小得多。
所谓发展与保护的矛盾,相当程度上是人为的,首先是政府规划不当造成的。
杭州市近年启动的清河坊历史街区保护工程,就是市政府下决心调整规划、撤销房地产开发项目才保全下来的,正所谓 解铃还须系铃人 。
超长结构楼板温度应力分析
主体结构温度作用分析在结构设计时，往往不能准确确定施工时间。
即使确定了施工日期，也不能作为标准，因此，结构合拢温度通常是一个区间值。
我们给出的合拢温度：取某城市的近30年的最高、最低的月平均温度（最高月平均温度37℃，最低月平均温度-5℃），并按3:4:3的比例划分，取中间40%的区间值为合拢温度区间（7.5℃~24.5℃），得出结构的最大升温工况为29.5℃，结构的最大降温工况为-29.5℃。
此外，由于真实季节性温差是一个缓慢加载过程，而程序是瞬间降温计算，考虑到混凝土材料的徐变特性后，实际结构产生的温度应力要小得多，在程序中可以通过松弛系数H来考虑，根据《工程结构裂缝控制》，对于不允许开裂的情况，H=0.3~0.5，对于允许开裂的情况，H=0.5×（0.3~0.5），本报告在计算时取0.3。
图1~图8分别列出了少年宫1层和2层在升温工况和降温工况下楼板最大主应力和最小主应力值。
图9~图16分别列出了少年宫1层和2层在升温工况和降温工况下剪力墙最大轴力和最小轴力值。
图1**结构1层楼板升温工况最大应力（Mpa）图2**结构1层楼板升温工况最小应力（Mpa）图3**结构1层楼板降温工况最大应力（Mpa）图4**结构1层楼板降温工况最小应力（Mpa）图5**结构二层楼板升温工况最大应力（Mpa）图6**结构二层楼板升温工况最小应力（Mpa）图7**结构二层楼板降温工况最大应力（Mpa）图8**结构二层楼板降温工况最小应力（Mpa）图9**结构一层剪力墙降温工况最大轴力（Mpa）图10**结构一层剪力墙降温工况最小轴力（Kn）图11**结构一层剪力墙升温工况最大轴力（Kn）图12**结构一层剪力墙升温工况最小轴力（Kn）图13**结构二层剪力墙降温工况最大轴力（Kn）图14**结构二层剪力墙降温工况最小轴力（Kn）图15**结构二层剪力墙升温工况最大轴力（Kn）图16少年宫结构二层剪力墙升温工况最小轴力（Kn）分析图中计算结果可知，1层、2层楼板的大部分区域在升温工况和降温工况下楼板最大主应力和最小主应力值均在C35混凝土的抗拉、抗压强度设计允许值范围内。
大型钢结构厂房纵向温度效应
大型钢结构厂房纵向温度效应摘要：简单论述了基本构件在温度变化工况的作用效应，介绍了一座大型炼钢厂房纵向结构的温度变化作用效应，并对钢结构厂房纵向温度变化作用效应作了简单概括，对预防温度效应危害提出了一些建议。
关键词：钢结构；厂房；纵向；温度变化；作用；效应；分析随着经济建设规模的扩大，钢结构在工业与民用建筑中的应用领域进一步开拓，就工业建筑而言，生产工艺革新带来大跨度、大柱网的要求，加上厂房内桥式吊车的吨位逐步加大，类似这种大跨度、大柱距的重型和特重型厂房的建设越来越多，出现了一些新技术、新工艺等。
对这种大型工业厂房、日常温度变化引起的作用效应（下简称温度效应）.尤其这些厂房纵向结构往往布置多片柱间支撑，刚度较大，温度效应明显。
这些问题必须予以考虑。
现结合某大型结构厂房工程实例，针对纵向温度效应及其危害防治问题做详细分析与说明。
1 纵向温度效应基本理论分析基本理论无论何种设计，基本思路无非都是假定对结构或构件进行外部加载，评价结构或构件对外部作用的反应，从而确认其设计性能。
对构件的温度效应，其外部作用即温度的变化导致的结构或构件的冷热应变。
结构或构件的冷热应变来源主要有两种：1.平均温度升高，构件膨胀；2.截面高度内产生温度梯度，构件产生弯曲。
对大型工业厂房，其温度效应以前者为主。
对单构件来说，在相同温度变化情况下有三种作用效应：无约束状况下、完全约束状况下和有限约束状况下的作用效应。
下表为某型钢（12m长）在15℃和30℃温差条件下的三种效应。
图一：无约束状况图二：完全约束状况图三：有限约束状况由上述表格数据可以看出：有限约束条件下构件的温度效应介于前二者之间，且与约束刚度有关。
这种情况恰恰就如实际工程中的一般构件约束状况。
2 某大型结构厂房基本情况分析某大型冶金厂房钢结构柱网如图四。
图四鉴于其屋面系统为重型钢结构屋面，刚度较大，能够较好的协调各跨之间的变形，根据工艺需要，其纵向支撑设置在靠近端头处，故选择最低标高列作为计算模型，柱顶标高22.7米，肩梁顶面标高13.2米，纵向总长5×24+2×18≡156米。
基于厂房设计简析超长温度区段解决方案
工程 中常用的减少或消除温度应力措施一般简述概况如下 ：
（ １ ） 双柱， 用 伸 缩缝 将 超 长 结 构 划 分 为不 超 长 的几 个 部分 ， 此
该方案肩梁处节点处受力 复杂 ， 应进行仔细计算分析 。
・ １ ２・
２ ０ １ ３年 ｌ ０月
谴 莉 国 蔡 旆
规 划 与
生的最大弯矩为 １ ２ ６ ７ ． ８ ８ ｋ Ｎ・ ｍ； 设置双上柱时 ， 温度作 用所产生
的 最大 弯 矩 减 小 为 ７ ９ ２ ． １ ６ ｋ ＮＩ ｍ； 由于 温度 变 化 所 产 生 的最 大 应
规 划 与 设 计
睫 耐 国 蒜 晦
２ ０ １ ３ 年 １ ０月
基于厂房设计简析超长温度区段解决方案
夏柱 波 张跃红 刘 松
４ ５ ０ ０ ０ ７ ） （ 机 械 工业 第 六 设 计 研 究 院有 限公 司 河 南省 郑 州 市
摘
要： 钢结构房屋 中长度及 宽度超过 《 钢结构设计规 范｝ （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ ７ — ２ ０ ０ ３ ） ￣８ ． １ ． ５ 条规定 时， 温度应 力及 变形对结构
且柱脚 不好处理 ， 导致基础和 上部结构工程量 增加 ， 经济性 及 轻 型 门 式 刚架 ， 国 内外 对 于 普 通 单 层 钢 结 构 厂 房 或 重 型钢 结 大 ， 构厂房超长 结构体系开展 的研究也较 少『 １ ＿ 日 ， 国内尚无相关 的文 不佳 。 献、 规范做为结构 设计依据 。随着 国家“ 十二五规划 ” 的进一步实
整体的安 全有 着较大的影响。本文结合实际项 目设计 ， 对重型钢 结构厂房超长结构体 系解决温度 区段超 长问题 的方案进
大跨度钢结构网架温度应力及其影响研究
大跨度钢结构网架温度应力及其影响研究摘要：空间网架结构是我国发展较快的结构形式，广泛应用于体育场馆的等工程，温度应力对大跨度网架结构设计施工有很大影响。
温度作用下结构变形受约束，有关温度效应对建筑结构的影响研究取得很多成果，但具有很强的地域性。
目前国内外对钢架温度应力研究大多为个案，三维研究主要针对个案进行软件计算，无法满足当前实际工程要求。
文章对一二维结构与温度应力关系进行理论推导，对三维钢架结构网架温度应力分析。
关键词：大跨度；结构；网架温度1 大跨度结构网架温度应力相关研究1.1 建筑钢结构的应用发展钢结构是空间结构主要应用材料，钢结构设计中会遇到大量温度问题，近年来天气日益恶劣，大跨度钢结构施工中，弱结构到强结构中经历不确定环境因素，结构竣工时内部留下残余应力，大跨度钢结构在极端天气下的安全问题值得研究[2]。
结构设计时会遇到大量温度作用问题，如工业建筑厂房对结构屋面应力分配产生影响，结构温度伸缩缝大小是以温度应力为基础。
人们为应对温度应力不利变化采取应对措施降低对混凝土结构的影响，如采用保温隔热材料对结构保温。
大跨度钢结构发展较为成熟，大跨度混凝土结构杆件积累变形大，大跨度钢结构对温变敏感，只能靠结构杆件协同变形抵抗温度变形。
基本气温是确定温度作用所需主要气象参数，以往建筑结构设计大多根据经验，我国建筑结构荷载规范规定基本气温，热传导速率慢的砼结构温度接近月均温度，热传导速率快的结构温度接近年最高气温[3]。
现存大跨度钢桁架拱桥中，桥型根据拱肋与系梁刚度比例关系分为洛泽拱、系杆拱等。
钢桁架拱桥上部结构主要由连接系、桥面系等组成。
钢桁架桥在公铁两用桥中具有很大优势，因其具有独特特点，易于与周边景观协调搭配；桥梁上部结构施工多为高空作业，桁架拱桥杆件不需大型起吊设备，桁架桥杆件多为承受轴向力构件，拱桥力学特点决定其具有较好的竖向刚度。
钢桁架拱桥缺点体现在承载力高，需要考虑大型支座更换问题；大跨度钢桁架拱桥施工中整体稳定性较弱，桁架拱桥节点构造复杂，杆件设计要求充分考虑稳定性等。
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。
某工业厂房超长混凝土结构的温度应力分析
（ 2）
式中： t—龄期，取 180 d；
ε0y —混凝土标准状态下的极限收缩，可取ε0y =
3． 24 × 10 － 4 ；
M—考虑各种非标准条件的修正系数，本工程
取值 1． 01。 经计算，εy（ 180） = 2． 73 × 10 － 4 。 混凝土的收缩量换算成相当的温度降低值，则
成为混凝土的收缩当量温差 ΔT1 。ΔT1 = － εy （ t） / αc = － 2． 73 × 10 － 4 /1． 0 × 10 － 5 = － 27． 3 ℃ ，其 中 αc = 1． 0 × 10 － 5 / ℃ 为混凝土的温度线膨胀系数。 2． 3 综合温差
5结语
图 4 2 层楼板温度应力图
（ 3） 梁温度效应分析。楼盖中的温度应力主要 表现在楼板中，梁中的温度应力表现不是很明显。 轴线④ ～ ⑧轴梁是无楼板连接的拉梁。温度应力反 应很明显，根据分析结果，最大拉应力达 4． 25 MPa，在 设计中应采取措施，防止温度应力过大梁产生裂缝。
4 减小温度应力采取的技术措施
参考文献
［1］ 中国建筑科学研究院． GB 50010—2010 混凝土结构设计规范 ［S］． 北京： 中国建筑工业出版社，2010．
［2］ 中国 建 筑 科学研 究 院． GB 50009—2012 建筑 结构荷 载 规 范 ［S］． 北京： 中国建筑工业出版社，2012．
［3］ 王铁梦． 工程结构裂缝控制［M］． 北京： 中国建筑工业出版社， 2011．
温度效应对结构的影响在实际工程中经常会遇到，
本文以杭州市某超长混凝土框架结构工业厂房为 例，通过有限元结构分析软件 Midas / Building 对该结构 进行温度效应分析。分析结果表明，在该超长混凝土 框架结构中，由于降温引起的温度作用，在结构底层、2 层处温度变形最大，在部分楼板及梁中温度应力较大。 本文提出了减小温度应力的措施及在温度应力较大部 分采取的相关措施。供同类型工程设计时参考。
超长结构计算温度应力对设计结果的影响
超长结构计算温度应力对设计结果的影响摘要：根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012，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。
本文将通过具体工程分析对比超长结构考虑了温度应力后钢筋用量的变化。
关键词：温度应力；超长结构；钢筋用量一、工程概况某酒店地下车库，单层层高4.5m,长x宽：81.6x36.6㎡，未设缝。
所处场地抗震设防烈度为8度（0.20g）第三组。
框架-剪力墙结构，楼板采用现浇钢筋混凝土楼板。
框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为一级。
结构平面图见下图。
1.温度应力计算1.基本气温气温是指在气象台站标准百叶箱内测量所得按小时定时记录的温度。
基本气温根据当地气象台站历年记录所得的最高温度月的月平均最高气温值和最低温度月的月平均最低气温值资料，经统计分析确定。
根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012附录E.5可查出工程项目所在地50年重现期的月平均最高气温Tmax 和月平均最低气温Tmin。
1.温度应力的计算整体结构分析软件：盈建科结构计算软件。
根据计算软件，程序假定采用杆件截面均匀受温、均匀伸缩的温度荷载加载方式。
在杆件两端节点上分别定义节点温差，从而定义了一根杆件的温度升高或降低。
这里的温差指结构某部位的当前温度值与该部位处于无温度应力时的温度值的差值。
程序中输入“最高升温”和“最低降温”两组温差，分别用以考虑结构的膨胀和收缩两组温度荷载工况。
进行温度荷载下的分析时，应该将温度荷载影响范围内的楼板定义为弹性膜，之后点选结构总体信息中的“计算温度荷载”，目前程序是按照线弹性理论计算结构的温度效应，对于混凝土结构，考虑到徐变应力松弛特性等非线性因素，实际的温度应力并没有弹性计算的结果那么大。
混凝土超长结构温度应力分析
混凝土超长结构温度应力分析【摘要】随着建筑结构各种技术的不断进步,建筑新材料、施工新工艺的不断涌现,建筑物裂缝控制的综合集成技术还会不断完善和得到补充,建筑物的裂缝问题会被有效的控制。
温度裂缝是大跨预应力混凝土结构的常见质量病害之一,如果控制措施不当,裂缝可能影响到建筑的耐久性和结构安全。
所以应从原材料、设计和施工等方面来采取有效的措施,最大限度地减少温度裂缝,提高建筑质量。
【关键词】混凝土；超长结构；温度应力分析引言：随着城市建设的不断发展,我国近年来已经建造了很多超长混凝土建筑结构,这些建筑物为了满足功能需要,通常要求不设或者少设温度伸缩缝,实际结构设计常常会突破结构设计规范要求的最大伸缩缝间距,结构设计中便要考虑温度对结构的影响。
如何正确利用该项技术对我国的超长建筑结构进行温度应力分析的技术规范和相关经验还非常有限，我们应继续完善该项技术的分析方法和步骤，总结经验，以大力推广此项新方法，希望可以为我国的建筑事业添砖加瓦。
一、温度应力分析1.温度荷载温度应力计算采用的温度荷载，一般应根据工程所在地的气象统计资料取用。
根据广东省气象局的记录，广州地区1 月最冷，月平均温度9～16℃；7 月最热，月平均温度28～29℃，取月平均温差为16℃。
考虑徐变应力等因素，取温度折减系数为0.3。
输入系统降温4.8℃。
2.简化模型分析为了明确各因素对温度应力的影响，取整体模型中的一跨作为简化模型，如图1所示。
伸缩沟的作用在于，通过其竖板的塑性变形（竖板顶部塑性铰的形成），来释放顶板的温度变形。
分析中，通过调整伸缩沟竖板的厚度来反映其塑性铰的发展程度。
取5 倍弹性转角作为塑性铰，调整竖板厚度h，分别计算竖板厚度h=0、50、100、150、200、250、300mm 时的板温度应力，计算结果如表1 所示。
表1 简化模型计算结果从表1 中可以看出：随着竖板厚度的增加，凹槽处的竖板B、B’和底板C 的应力变化非常小；板A 和A’当竖板厚度为100mm 时应力最小，之后应力逐渐增大；板D 和D’的应力随着竖板厚度的增大而减小；板E 和E’的应力随着竖板厚度的增大而增加。