温度作用与结构设计

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温度作用对钢结构设计与施工的影响探究

温度作用对钢结构设计与施工的影响探究

温度作用对钢结构设计与施工的影响探究关键词:温度应力;钢结构建筑;设计;影响引言环境温度到底如何变化,测量结果如何作用于实际建设中,同一结构出现不同温差的形变应力到底有多少,温度变化对整体钢结构的作用又如何,这些问题始终困扰着钢结构的设计与施工,本文就温度对钢结构产生的影响做出合理分析,并总结出相关规律,以供参考。

1温度对钢结构的作用简述温度是表示物体冷热程度的物理量,从微观上来说是物质内部分子的运动的剧烈程度,所以温度上升对物质内部结构是会产生一定影响的,常见的水就有固态的冰、液态的水和气态的水蒸气三种形态,而对于钢结构来说,温度的变化也会影响到其内部分子的运动。

常见的热胀冷缩实例就是铁轨之间的缝隙,如果没有预留出足够的缝隙,钢铁会在热胀冷缩的效应下产生形变,致使铁轨出现弯曲,从而影响到列车运行的安全,所以对于温度的影响一定不可小觑,连粗壮的铁轨都能产生形变,何况普通的钢筋。

但这种形变其实并不是很明显,就比如小型钢结构对于温度变化产生的形变效果非常低,所以基本上可以忽略温度对其造成的影响,但是由于目前我国建筑行业的发展与工艺的革新,许多大型建筑的出现都使得钢结构的体积越来越大,著名的国家体育馆就是其中之一。

由于钢结构具有热胀冷缩的效应,如果钢结构发生形变而周围限制其应力产生,则钢结构内部的应力会逐渐增加,比较常见的就是钢筋混凝土结构的钢筋形变,使混凝土发生崩裂的现象,这对于建筑整体的稳定与安全造成了非常严重的影响。

2温度的变化原因及测量温度变化主要有三种分类,一是年温差变化,这体现在一年四季的总体平均温度变化,涉及到最高温度和最低温度之间的差距;第二个是日照温度变化,主要体现的是建筑在阳光直射下,每个区域独立的温度变化,由于照射时间长短不同,角度也会造成影响,所以温度的变化并不是均匀分布的,测量起来则十分复杂,需要计算温度场来确定;最后一个类别就是骤然温差,体现在寒流和冷空气的影响,由于这种变化更加难以捉摸,在钢结构设计和施工时很少考虑到这方面造成的影响。

钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制

钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制

钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制导言目前,建筑形态的变化,导致建筑结构变化越来越复杂,钢筋混凝土结构的应用广泛应用,其具有强度高、整体性好、耐久性好、耐火性好、可塑性好等优点,但是也有一些缺点,钢筋混凝土结构温度裂缝就普遍存在,主要是温度对钢筋混凝土结构的影响。

本文主要对钢筋混凝土结构设计中温度应力的控制进行分析。

温度应力及温度应力对钢筋混凝土结构的影响1.温度应力概念在各种温度变化的影响下,钢筋混凝土结构内部与表面往往会发生变形,当该变形受到刚度过大的构件约束时将发生温度应力,当温度应力达到一定数值时,结构内部的微观裂纹将会发展成为宏观裂缝。

钢筋混凝土结构中混凝土和钢筋拥有基本相等的温度膨胀系数,然而因为不存在收缩性质,钢筋将对温差作用下的混凝土收缩发生阻碍,进而对混凝土产生拉应力。

结构构件截面配筋量越大,这种拉应力越大,结构构件越容易发生裂缝。

2.温度应力对钢筋混凝土结构的影响温度应力对建筑物的影响主要在两个方面,一个是高度方向,另一个是长度方向。

在高度方向,对于多高层钢筋混凝土结构,混凝土的自身收缩与温度应力的危害在顶层与底部较为显著。

这是由于在房屋底部温度变形与收缩会受到基础的约束。

但在顶部,日光直接照射在屋盖上,相对其下各层楼盖,顶层楼盖温度变化强烈,并且因为受到其下数层楼盖的约束,进而在房屋建筑中经常能在顶部看到温度裂缝与收缩。

在长度方向,当房屋的长度越大,楼板与梁等连续构件由于温度变化与混凝土自身收缩引起的长度改变就越大。

如果这些纵向长度变化受到竖向构件(柱、墙)的约束,在楼盖结构中将发生压应力或拉应力。

现浇钢筋混凝土结构的温度效应分析钢筋混凝土结构的温度效应受收缩当量温差、日照作用、季节温差的影响,本文主要对收缩当量温差进行分析。

收缩当量温差作用下钢筋混凝土结构的温度效应分析如下:1.楼板温度效应分析在均匀温度作用下用来模拟钢筋混凝土楼板的矩形壳单元,如果不受任何约束,会沿板面方向自由伸展,在垂直于板面方向不发生变形;当有外界限制时,板的变形被完全或部分限制,板单元内将发生温度应力与温度变形。

幕墙温度作用分项系数

幕墙温度作用分项系数

幕墙温度作用分项系数1.引言1.1 概述幕墙作为建筑外立面的一种形式,不仅具有装饰性和美观性,还承担着保温、隔热、防水等功能,对建筑的整体性能起着重要的作用。

然而,在现实应用中,幕墙在面对高温、低温等温度变化时,可能会出现一些问题,如热膨胀、热传导等,从而影响到幕墙的稳定性和使用寿命。

了解温度对幕墙的影响及其机理,对幕墙的设计和维护具有重要的指导意义。

在本文中,我们将重点探讨温度对幕墙的影响,并介绍幕墙温度作用分项系数的定义和计算方法。

在温度变化的情况下,幕墙会因为热胀冷缩而发生变形,甚至可能引起幕墙构件的破坏。

此外,温度变化还会导致热的传导,从而使得室内外温差扩大,影响到建筑的保温性能。

因此,了解温度对幕墙的影响,对于确保幕墙的安全性和功能完整性至关重要。

为了更好地研究温度对幕墙的影响,幕墙温度作用分项系数被提出。

幕墙温度作用分项系数是分析温度作用下幕墙变形和传热效应的关键参数,可以帮助工程师有效评估和控制幕墙的温度响应。

因此,本文将详细介绍幕墙温度作用分项系数的定义和计算方法,以期为幕墙的设计和维护提供参考。

综上所述,本文将重点探讨温度对幕墙的影响,并介绍幕墙温度作用分项系数的定义和计算方法。

通过对这些内容的研究,可以更好地理解幕墙在不同温度下的响应及其机制,以及如何有效评估和控制幕墙的温度响应,为幕墙的设计和维护提供指导和参考。

在温度变化日益剧烈的今天,这一研究对于保证幕墙的安全性和功能完整性具有重要的意义。

1.2文章结构文章结构(Article Structure)本文旨在研究幕墙在不同温度下的作用,并通过计算幕墙温度作用的分项系数来进行分析。

本文将分为以下几个部分进行讨论。

引言部分将介绍本文的目的和背景。

首先,我们将对幕墙的概念进行概述,说明其在建筑结构中的重要性和应用范围。

然后,给出本文的结构和目标,以便读者可以更好地理解接下来的内容。

正文部分将着重研究温度对幕墙的影响。

首先,我们将分析温度变化对幕墙热膨胀的影响。

结构的温度作用设计word文档

结构的温度作用设计word文档

结构的温度作用设计一、结构温度作用设计的主要内容 环境温度取值由热传导得到杆件界面温度和杆件内部的温度场 求解结构温度内力杆件的截面设计(设计内力、设计状态、设计参数) 二、环境温度取值 1、环境温度组成以太阳为热源,环境温度可由日照温度ts 和空气温度te 组成。

日照温度ts 是太阳辐射作用直接在物体表面产生的温度,它是一个非均匀温度场,可由下式计算:ts=eIαρρ—太阳辐射吸收系数。

GB50176、附表2.6I —水平或垂直面上的太阳辐射照度。

GB50176、附录三、附表3.3e α—外表面换热系数。

取19.0W/m2·K空气温度te 受太阳间接作用的影响,它是一个均匀的温度场。

环境温度(又称综合温度)tse=ts+te对于是室内ts=0,因此,室内环境温度tse=te 2、温度作用计算的时间单元以太阳为热源,环境温度的变化具有周期性,即地球自转引起,以日为周期,温度有昼夜之分。

地球绕太阳公转引起,以年为 周期,温度有四季之分。

现以日周期为例来说明这周期变化温度场的传导特性: ⑴、环境温度变化可以由一个与时间无关的稳态温度场和一个随时间周期变化的非稳态温度场叠加而成,如下图所示:⑵、周期变化温度场在传导过程中具有衰减性和延迟现象 波幅的衰减系数:χαπυTe-=波传导的延迟时间:απξTx 21=其中:α—材料的导温系数(m 2/h )T —波动周期(h ) χ—离物体表面距离(m )时间t武汉地区根据节能要求,加气砼砌块若自保温,则一般需厚25cm ,周期变化温度场经25cm厚墙体传导后,由上式可知,日温度变化幅度(即波幅)只剩下 6.356%,即这部分温度场对结构构件的影响甚微,可以忽略不计。

另外,峰值到达时间推迟了10.5小时,这意味着,外部环境温度最高时构件温度不是最高,当构件内温度达到峰值时外部环境温度早降下来了。

这时若用小时作为时间单元来分析构件的温度作用明显不合适,就像衡量四季的温度若以日为时间单元来计量不合适一样。

超长高层建筑结构温度问题研究

超长高层建筑结构温度问题研究

超长高层建筑结构温度问题研究【摘要】温度问题是超长高层建筑结构设计重要问题,若解决不好,直接影响建筑效用。

本文简要概述混凝土结构问题问题基本理论,探讨超长高层建筑结构温度问题研究要点,需关注影响要素为季节温差、骤降温差、日照温差,不同因素对工况设计影响不尽相同,设计师应充分考虑不同工况下建筑整体温度变形、温度应力。

【关键词】超长高层建筑;温度问题;混凝土现代建筑结构样式发展迅猛,高层建筑混凝土结构长于100m以上者并不少见。

但因对超长钢筋混凝土结构温度变形、温度应力处理不当,建筑可能在建造、使用中发生裂损,影响建筑安全。

温度问题是超长高层建筑结构设计重要问题之一。

1.基础理论混凝土是最常用、最重要的工程材料之一,具有易于加工成型、能耗低、耐久性好、组合效果好等诸多优点,适应于大规模生产与施工工业化。

但需注意的是,混凝土抗拉强度远小于其抗压强度,抗裂性较差,施工阶段,混凝土成型过程中,即可能出现裂缝,同时置于自然环境中的混凝土结构,长期受气温变化、辐射影响,结构表面与内部温差剧烈变化,结构内部形成温度梯度,发生变形,在结构内外约束作用下,产生较大的温差应力。

许多大跨度、高耸、薄壁混凝土结构常会出现结构开裂,影响建筑安全。

国内外混凝土结构温度应力分析理论基本成熟,基本理论包括温度应力与一般荷载应力不同、混凝土结构的温度荷载沿壁板厚度方向非线性分布、结构稳定存在短时变化,概括来说混凝土结构温度应力呈现多非线性、不规律特征。

高层建筑温度较地层建筑温度应力问题更为复杂,竖向温度内力主要包括整体温度内力、局部温度内力,前者由构件间温差影响,约束连接件的变形差,后者由构件自身内外表面温差引起。

温度作用主要计算方法包括指数曲线法、等效稳态传热法、线性分布法等,常用的温度荷载计算方法包括Fourier一维传导方程理论解:,A为结构计算壁板表面温度波动的波幅,为圆频率,a为计算点距表明的距离,为实验。

其它方法为等效稳态传热、指数曲线法、线性分部法。

温度应力

温度应力
2、 温度对结构的作用首先是个热传导问题,只有当构件变形受约束,温度作用才以力的形式表现出来,才产生结构设计问题。所以,导热状况不同,约束内力计算结果差异明显,要特别注意导热计算正确与否将直接影响结构计算及结构设计的正确性。
3、 建筑物的环境温度由空气温度加上太阳热辐射在建筑物表面产生的日照温度组成。要注意的是,建筑物的表面温度通常与空气温度不相同;而因为日照具有方向性和直接性,所以,日照温度对建筑物来说是一个非均匀分布的温度场。
9、 温度作用影响的可控性。控制温度作用的影响,就是要首先减小温度变形,着眼点应是控制结构长度或结构工作温度变化量。对于超长结构,可以利用后浇带来实现。
10、 由于温度计算的复杂性以及模型简化的相对性,所以计算结果更多的是参考作用,构造措施和正确施工更为重要。正如基坑现在越来越重视信息化施工一样,对于温度应力,实际的测试结果我想应该具有更大的说服力。以下是一个超长结构(156mX16m,且两端16米范围内各加宽成34米)无缝设计后进行实地测试后的一些重要结论(详参考文献4):
14、 温度变化引起的应力有一定的滞后性。比如,温度最高的月份是8月,但应力峰值一般在9月。
15、 在今后的结构设计中,有必要考虑立面不同辐射的影响,进行配筋或构造设计,协调结构的温度应力和或变形。
参考文献:
1、 樊小卿。温度作用与结构设计。建筑结构学报。1999年第二期
2、 樊小卿,吴为。武汉国际会展中心的温度作用设计。建筑结构。2002年第一期
3.温度应力计算更重要的是了解温度应力集中的部位,以便有的放矢地采取构造措施。
4.楼上的问题一般是由忽略了第一条引起的,你可以查查看
温度应力2010-06-30 11:121、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。

混凝土结构设计的温度与收缩控制

混凝土结构设计的温度与收缩控制

混凝土结构设计的温度与收缩控制混凝土是一种常用的建筑材料,其在施工过程中会受到温度和收缩的影响。

温度和收缩控制是混凝土结构设计中不可忽视的重要方面。

本文将对混凝土结构设计中温度与收缩控制的相关内容进行探讨。

一、温度控制温度变化会对混凝土结构的强度、稳定性和耐久性产生影响。

因此,合理控制混凝土结构在施工和使用过程中的温度是至关重要的。

1. 温度产生的原因混凝土在浇筑后会发生水化反应,这个过程会产生大量的热量。

此外,环境温度、太阳辐射等外部因素也会对混凝土的温度产生影响。

2. 温度控制的方法(1)合理控制混凝土浇筑的时间。

在高温天气条件下,可在早晨或傍晚等较低温度时段进行浇筑,以减少混凝土温度的升高。

(2)使用降温剂。

在大型混凝土结构的施工中,可以加入适量的降温剂来降低混凝土的温度。

(3)采用温度控制装置。

在混凝土结构的施工过程中,可以设置温度控制装置来监测和调控混凝土的温度。

二、收缩控制混凝土在固化过程中会发生收缩,这与水化反应的进行以及水分的蒸发密切相关。

过大的收缩会导致混凝土结构的开裂和变形,因此需要进行合理的收缩控制。

1. 收缩的类型混凝土的收缩主要包括干缩和水化热收缩两种类型。

(1)干缩是指混凝土在固化过程中由于水分蒸发而引起的收缩。

这种收缩的产生是由于水分的流失导致的,可以通过增加混凝土中的骨料和控制水灰比来减小干缩。

(2)水化热收缩是指混凝土在水化反应过程中由于反应热的释放而引起的收缩。

水化热收缩是不可避免的,但可以通过减缓水化反应的速度和控制混凝土的温度来减小其对结构的影响。

2. 收缩控制的方法(1)增加骨料的含量。

骨料的增加可以有效减小混凝土的干缩程度,从而减少结构的开裂风险。

(2)控制水灰比。

合理的水灰比可以保证混凝土中水分的适度流失,减小干缩的发生。

(3)使用控制收缩剂。

控制收缩剂能够减缓和调节混凝土的收缩速率,降低结构的开裂风险。

(4)增加混凝土的抗裂性能。

通过在混凝土中加入合适的纤维材料,可以提高混凝土的抗裂性能,减少开裂的可能性。

温度荷载分项系数

温度荷载分项系数

温度荷载分项系数温度荷载分项系数是指在结构设计中考虑到温度变化对结构产生的影响时所引入的一项系数。

温度荷载分项系数的大小取决于结构材料的热膨胀系数以及结构在温度变化下的变形情况。

温度荷载分项系数在结构设计中起到重要的作用。

在实际工程中,温度变化会导致结构材料的膨胀或收缩,从而引起结构的变形或应力的变化。

为了保证结构的安全性和可靠性,必须将温度荷载考虑在内。

温度荷载分项系数与结构材料的热膨胀系数密切相关。

不同材料的热膨胀系数不同,因此在考虑温度荷载时需要根据具体的结构材料选择相应的热膨胀系数。

例如,钢材的热膨胀系数较大,因此在设计钢结构时需要考虑温度荷载的影响。

温度荷载分项系数还与结构的变形情况有关。

在温度变化下,结构会发生膨胀或收缩,从而引起变形。

这些变形会导致结构的应力分布发生变化,进而影响结构的承载力和刚度。

因此,在设计中需要根据结构的变形情况确定温度荷载分项系数的大小。

在实际工程中,温度荷载分项系数的确定是一个复杂的过程。

通常需要进行大量的计算和测试,以确定结构在温度变化下的变形情况和应力分布。

然后根据这些数据来确定温度荷载分项系数的大小。

温度荷载分项系数的大小对结构设计具有重要影响。

如果温度荷载分项系数过小,可能会导致结构在温度变化下产生较大的变形或应力,从而影响结构的安全性和可靠性。

如果温度荷载分项系数过大,可能会导致结构设计过于保守,增加了工程成本。

在实际工程中,温度荷载分项系数的确定需要综合考虑多个因素。

除了结构材料的热膨胀系数和变形情况外,还需要考虑结构的使用环境和预期的温度变化范围。

此外,还需要考虑结构的形状和尺寸对温度变化的响应程度。

综合考虑这些因素,可以确定合理的温度荷载分项系数。

温度荷载分项系数是结构设计中一个重要的参数。

通过合理确定温度荷载分项系数,可以确保结构在温度变化下具有足够的安全性和可靠性。

在实际工程中,需要综合考虑多个因素来确定合适的温度荷载分项系数。

这将为结构设计提供可靠的依据,从而保证结构的工作性能和使用寿命。

钢结构的临界温度设计

钢结构的临界温度设计

钢结构的临界温度设计钢结构在遇到高温环境时,会发生临界温度现象,即钢材的强度和刚度急剧下降,导致结构失效。

因此,在设计钢结构时,需要考虑临界温度的影响,以确保结构在火灾等高温情况下的安全性。

本文将探讨钢结构临界温度设计的原理和方法。

一、钢结构的临界温度现象钢材的临界温度是指钢材在高温下发生强度和刚度突然下降的临界温度值。

当钢材的温度超过临界温度时,其力学性能会发生明显的退化,导致结构产生屈曲、塑性扭转甚至破坏等现象。

临界温度的大小与钢材的成分、厚度、冷却方式等因素有关。

二、钢结构临界温度设计的原理钢结构的临界温度设计的主要目标是确保结构在火灾等高温情况下能够保持足够的强度和刚度,以维持其稳定性和安全性。

设计钢结构的临界温度需要考虑以下几个方面:1. 钢材的选择:采用具有较高熔点和耐高温性能的钢材,如耐火钢或高温合金钢,以提高结构的抗高温能力。

2. 结构构造:合理设计结构的构造形式,减少钢材暴露在高温环境中的时间和受热面积,以延缓钢材超过临界温度的时间。

3. 防火涂料和隔热材料:在钢结构表面涂覆耐火涂料或采用隔热材料进行包裹,以减缓钢材受热速度和降低表面温度。

4. 热膨胀和热应力考虑:在结构设计中,需考虑热膨胀和热应力引起的力学效应,采取合适的工艺措施,如预应力和砂浆填充等,以减轻结构在高温下的受力情况。

三、钢结构临界温度设计的方法钢结构临界温度设计的方法主要包括以下几个方面:1. 实验研究方法:通过进行实验研究,测定不同钢材的临界温度值,并根据实验结果得出临界温度设计参数。

2. 数值模拟方法:利用计算机软件进行数值模拟,模拟钢结构在高温下的力学性能和变形情况,进而得出临界温度设计参数。

3. 经验公式方法:根据钢结构在高温下的受力特点和工程经验,提出经验公式来估算钢结构的临界温度,进而进行结构设计。

四、结论钢结构的临界温度是设计中需要考虑的重要问题。

合理的设计方法和措施可以有效提高钢结构的抗高温能力,确保结构在火灾等高温环境下的安全可靠性。

温度作用与结构设计

温度作用与结构设计

温度作用与结构设计一、序言GB50009-2012 把温度作用正式列入建筑结构荷载规范,但它未说起结构设计中如何加以考虑。

SATWE等程序虽包括温度效应计算内容,但对温度内力计算时一定先行解决的杆件截面内温度场问题,程序并无涉及,而是由用户自行定义。

1、常有思路确立合拢温度:若取年均匀气温、武汉地区为16℃温度变化幅度:武汉地区、夏天 37 ℃-16 ℃=21℃、冬天 16 ℃- (-5 ℃) =21℃温度内力计算时结构计算简图与其余永久、可变荷载相同2、问题建筑物不一样部位(地上与地下、室内与室外)的环境温度其实不相同。

所以,不可以简单以为天气温度就是环境温度。

相同环境下,结构部位不一样、保温隔热措施不一样、构件的计算温度也不一样。

所以,不可以简单把环境温度取作构件温度。

结构支座作为几何拘束它的位移为零,作为温度拘束它的位移其实不为零。

所以,只有把温度拘束变换为几何拘束,才能用对荷载作用的结构计算简图进行温度内力计算。

二、环境温度取值1、环境温度构成以太阳为热源,环境温度可由日照温度t s和空气温度t e构成。

日照温度 ts 是太阳辐射作用直接在物体表面产生的温度,它是一个非均匀温度场,可由下式计算:—太阳辐射汲取系数。

可参照“民用建筑热工设计规范” GB50176、附录—水平或垂直面上的太阳辐射照度。

可参照 GB50176、附录三、附表—表面面换热系数。

取㎡? K空气温度 t e受太阳间接作用的影响,它是一个均匀的温度场。

环境温度(又称综合温度)t se =t s+t e室内 t s=0。

所以,室内环境温度t se =t e2、环境温度的取值室外空气温度夏天 50年一遇最高日均匀温度。

可参照 GB50176附录三、附表。

冬天 50年一遇最低日均匀温度。

可参照 GB50176附录三、附表或“采暖通风与空气调理设计规范”GBJ19。

室内空气温度夏天空调设计温度冬天采暖设计温度计算日照温度时,建议太阳辐射照度计算值,取日照辐射时段内太阳辐射照度的均匀值。

机械结构温度场分析与优化设计

机械结构温度场分析与优化设计

机械结构温度场分析与优化设计随着科技的不断发展,机械结构在各个领域扮演着重要的角色。

在机械工程中,温度场分析与优化设计是一个关键的研究领域。

在这篇文章中,我们将探讨机械结构温度场的分析方法以及如何进行优化设计,以提高机械结构的性能和可靠性。

一、温度场分析方法机械结构的温度场可以通过数值模拟方法来进行分析。

其中一种常用的方法是有限元分析。

有限元分析是一种基于数值计算的方法,通过将机械结构分割成有限个小单元,并建立适当的数学模型,来求解机械结构的温度分布。

这种方法可以通过计算机模拟来预测机械结构在不同工况下的温度场分布,帮助工程师合理设计机械结构。

二、温度场对机械结构的影响温度场对机械结构的影响是多方面的。

首先,温度变化会引起机械结构的热膨胀和收缩,可能导致结构的变形,进而影响机械结构的精度和稳定性。

其次,温度场的不均匀分布会导致结构出现应力集中,从而提高机械结构的疲劳寿命和可靠性。

最后,高温环境下,机械结构的材料性能可能会发生变化,降低结构的强度和刚度,进而影响机械结构的使用寿命。

三、温度场的优化设计为了提高机械结构的性能和可靠性,需要进行温度场的优化设计。

优化设计的目标是使机械结构在工作温度下,温度场分布尽可能均匀,并且使结构各部分的温度尽量接近。

具体的优化方法可以通过调整材料的选择和厚度,改变结构的几何形状和板件连接方式等手段来实现。

四、优化设计案例分析以某型发动机为例,为了降低发动机在高温环境下的温度场分布不均匀现象,需要对发动机外壳进行优化设计。

通过有限元分析,确定了发动机外壳上的温度较高的区域,并结合发动机的工作原理和材料特性,对这些区域进行了结构优化设计。

最终通过修改外壳的散热片结构,改变材料厚度和引入冷却通道等手段,使温度场分布更加均匀,减少了温度差异,提高了发动机的寿命。

五、结论机械结构温度场分析与优化设计是提高机械结构性能和可靠性的重要手段。

通过数值模拟方法,可以有效预测机械结构在不同工况下的温度场分布。

钢筋混凝土结构设计中温度效应的分析与应用

钢筋混凝土结构设计中温度效应的分析与应用

钢筋混凝土结构设计中温度效应的分析与应用钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑和基础工程的结构形式,而温度对于钢筋混凝土结构的设计和使用具有重要影响。

本文将对钢筋混凝土结构设计中温度效应进行分析与应用。

钢筋混凝土结构受温度变化影响主要表现为两个方面:热应力效应和热变形效应。

在设计钢筋混凝土结构时,需充分考虑温度效应对结构产生的影响,以确保结构的安全性和可靠性。

首先,热应力效应是指由于温度变化引起的钢筋混凝土结构内部产生的应力。

由于不同材料的热胀系数不同,温度的变化会导致结构内部产生应力,进而可能引起结构的开裂和变形。

因此,在设计时应合理选择材料,控制结构内部的热应力,以免超过材料的承载能力。

其次,热变形效应是指钢筋混凝土结构的变形由于温度的影响。

温度变化会引起结构的膨胀和收缩,导致结构产生变形。

设计时应考虑热变形效应,并通过合适的措施来控制结构的热变形,保证结构的稳定性和正常使用。

为了分析和应用温度效应,设计师可以采用以下方法:1. 温度荷载计算:根据具体的温度变化情况,计算温度荷载并考虑其对结构产生的影响。

通过温度荷载计算,可以预测结构在不同温度下的变形和应力分布,并进行合理的结构设计。

2. 热胀系数的选择:不同材料的热胀系数不同,设计师可以根据具体需要选择合适的材料,以减小温度变化对结构产生的影响。

热胀系数的选择应根据结构所处的地理位置和预计的温度变化情况来确定。

3. 温度控制:通过合适的技术措施来控制结构的温度变化。

例如,在混凝土浇筑过程中使用降温剂控制混凝土的温度,避免因温度过高而引起的开裂和变形。

4. 应力和变形的分析:通过数值模拟和实验分析等方法,对结构在不同温度下的应力和变形进行定量分析。

这样可以为结构的设计和施工提供科学依据,避免潜在的安全隐患。

除了以上方法,还可以通过结构的细部设计来减小温度效应对结构产生的影响。

例如,在板梁连接处设置伸缩缝,以允许结构在温度变化时进行一定的伸缩。

综上所述,钢筋混凝土结构设计中的温度效应分析与应用是确保结构安全和可靠的重要环节。

温度作用与结构设计说明

温度作用与结构设计说明

温度作用与结构设计一、前言GB50009-2012把温度作用正式列入建筑结构荷载规范,但它未提及结构设计中如何加以考虑。

SATWE等程序虽包含温度效应计算内容,但对温度内力计算时必须先行解决的杆件截面内温度场问题,程序并没有涉及,而是由用户自行定义。

1、常见思路确定合拢温度:若取年平均气温、武汉地区为16℃温度变化幅度:武汉地区、夏季37℃-16℃=21℃、冬季16℃-(-5℃)=21℃温度内力计算时结构计算简图与其它永久、可变荷载相同2、问题建筑物不同部位(地上与地下、室内与室外)的环境温度并不相同。

因此,不能简单认为气候温度就是环境温度。

同样环境下,结构部位不同、保温隔热措施不同、构件的计算温度也不同。

因此,不能简单把环境温度取作构件温度。

结构支座作为几何约束它的位移为零,作为温度约束它的位移并不为零。

因此,只有把温度约束转换为几何约束,才能用对荷载作用的结构计算简图进行温度内力计算。

二、环境温度取值1、环境温度组成以太阳为热源,环境温度可由日照温度t s和空气温度t e组成。

日照温度ts是太阳辐射作用直接在物体表面产生的温度,它是一个非均匀温度场,可由下式计算:t t=tt t tt—太阳辐射吸收系数。

可参照“民用建筑热工设计规范”GB50176、附录2.6t—水平或垂直面上的太阳辐射照度。

可参照GB50176、附录三、附表3.3t t—外表面换热系数。

取19.0W/㎡•K空气温度t e受太阳间接作用的影响,它是一个均匀的温度场。

环境温度(又称综合温度)t se=t s+t e室内t s=0。

因此,室内环境温度t se=t e2、环境温度的取值室外空气温度夏季50年一遇最高日平均温度。

可参照GB50176附录三、附表3.2。

冬季50年一遇最低日平均温度。

可参照GB50176附录三、附表3.1或“采暖通风与空气调节设计规范”GBJ19。

室内空气温度夏季空调设计温度冬季采暖设计温度计算日照温度时,建议太阳辐射照度计算值,取日照辐射时段内太阳辐射照度的平均值。

温度作用与结构设计

温度作用与结构设计

温度作用与结构设计作者:陈金祥来源:《中国房地产业》 2018年第13期【摘要】温度是一个非常大众的词语,它在我们的生活中无处不在,人们对其的认知也是很为广泛的,温度所涉及到的领域很大,在生活中的冬冷夏凉便是温度的一个很好介绍词语,而在我们的建筑中,温度的影响也是很为巨大的,在混凝土成型等等方面的建筑施工中,都会有温度参与从而进行影响,因此人们常常采用一些方法来控制温度所带来的影响,有时也会用降低到最低值的方法来减少温度对于建筑的影响。

本文通过建筑结构中温度作用对其造成的影响以及控制进行一定程度的论述,并且针对于温度对于结构设计的关系,通过实例以及一系列的相关计算方法进行解释以及对于相关结构设计的建议。

【关键词】温度作用;结构设计;极限状态设计法1、混凝土结构的温度作用及控制在建筑施工中,所有的混凝土关乎到几乎所有的结构设计,因为结构设计大部分都是由混凝土构成,而温度对于混凝土的成型影响很大,主要的影响便是由于温度控制不够而造成混凝土成型后出现裂缝。

1.1 混凝土结构温度控制措施在生活中的高层建筑施工中,其地下室的地基通常都是混凝土结构,并且相对比较厚,通常都有二到三米的厚度,而这就会被温度的影响无限放大,造成很多的因为温差过大以及对于成型的养护不当等等原因的温度裂缝,这类的温度裂缝问题很为严重,地板裂缝会造成地下渗水的现象,并且会造成结构不稳定的问题。

因此得很为重视。

对于结构是否出现温度裂缝的判断以及对于其的温度控制,就需要对其进行温度的计算,通过计算的到具体的数据后进行相关的控制,并且根据有关测试以及多年的现场施工经验发现温度裂缝的造成很大一部分原因便是温差相差大于二十五摄氏度,也就是说小于二十五摄氏度的温差基本是不会出现温度裂缝的,防止这类温度裂缝的措施通常是在混凝土初步凝固后进行表面的一个薄膜的覆盖,并且在其上再次进行一个草袋的覆盖以此隔热保温,通常在城市公路上用到的很多。

对于温度的检测还有对混凝土的内部进行一个温度的检测,然后观察内部温度以及表面温度的差别,通过这样来及时对结构进行调整以及养护。

深海环境下材料力学性能与结构设计

深海环境下材料力学性能与结构设计

深海环境下材料力学性能与结构设计深海环境下材料力学性能与结构设计深海环境是指水深超过200米的海洋区域,温度低、压力高、腐蚀性强以及光照不足等特殊条件给材料的力学性能与结构设计带来了巨大挑战。

在深海环境下,材料的力学性能与结构设计需要考虑以下几个关键因素:温度效应、压力效应、腐蚀性、疲劳性以及结构设计的可靠性。

首先,温度效应是深海环境下最重要的因素之一。

深海水温通常低于5摄氏度,甚至更低。

低温容易引起材料的脆性断裂,降低材料的韧性和抗冲击性能。

因此,在深海环境下,材料需要具有良好的低温韧性和抗冲击性能。

为此,可以采用合金化、热处理等方法来提高材料的低温性能。

此外,还可以采用绝缘材料来减少热能损失,防止温度变化对材料性能的不利影响。

其次,压力效应是深海环境下另一个重要的因素。

随着水深的增加,水压将会急剧增加。

在深海环境下,材料需要能够承受高压力的作用,并保持结构的完整性和稳定性。

为了满足这一要求,可以采用高强度、高刚度的材料,如钢、钛合金等。

此外,还可以采用合适的结构设计,如增加结构的壁厚、采用加强筋等,来提高结构的抗压性能。

腐蚀性是深海环境下材料力学性能与结构设计面临的另一个挑战。

深海水中含有丰富的盐分和其他化学物质,对材料具有很强的腐蚀性。

因此,材料需要具有良好的耐腐蚀性能。

可以采用耐腐蚀材料,如不锈钢、镍基合金等,来抵抗深海水的腐蚀作用。

此外,还可以采用防腐蚀涂层和防腐蚀措施,如防腐蚀涂层、阴极保护等,来保护材料表面。

疲劳性是深海环境下材料力学性能与结构设计的另一个重要考虑因素。

深海环境下,结构往往需要长时间承受高压力和不断变化的水流力。

这种循环加载会导致材料产生疲劳损伤,降低结构的寿命。

为了提高材料的抗疲劳性能,可以采用增强材料、提高材料的韧性等手段。

此外,还可以采用合适的结构设计,如减少应力集中、增加结构的刚度等,来降低材料的疲劳损伤。

最后,结构设计的可靠性是深海环境下材料力学性能与结构设计的关键问题。

混凝土结构温度效应设计原理

混凝土结构温度效应设计原理

混凝土结构温度效应设计原理I. 前言混凝土结构温度效应是指混凝土结构在受到温度变化时发生的应力和变形。

由于混凝土的热膨胀系数比较小,所以在受到温度变化时,混凝土结构的应力和变形往往比较大,这对混凝土结构的安全性和使用寿命有着重要的影响。

因此,在混凝土结构设计中,考虑温度效应是非常重要的一项内容。

II. 温度效应的计算方法混凝土结构温度效应的计算方法主要有两种:一种是基于温度变化引起的线性热膨胀,另一种是基于材料的非线性热膨胀。

在实际工程中,一般采用基于线性热膨胀的计算方法。

1. 基于线性热膨胀的计算方法基于线性热膨胀的计算方法是指假设混凝土结构在温度变化下的热膨胀系数是恒定的,可以用以下公式来计算混凝土结构在温度变化下的应力和变形:△L = αL△T△ε = α△T△σ = Eα△T其中,△L表示混凝土结构在温度变化下的长度变化量,α表示混凝土结构在温度变化下的热膨胀系数,L表示混凝土结构的长度,△T表示温度变化量,△ε表示混凝土结构的应变变化量,△σ表示混凝土结构的应力变化量,E表示混凝土结构的弹性模量。

2. 基于材料的非线性热膨胀的计算方法基于材料的非线性热膨胀的计算方法是指假设混凝土结构在温度变化下的热膨胀系数是与温度有关的,可以用以下公式来计算混凝土结构在温度变化下的应力和变形:△L = ∫α(T) L(T) dT △T△ε = ∫α(T) dT △T△σ = E∫α(T) dT △T其中,α(T)表示混凝土结构在温度为T时的热膨胀系数,L(T)表示混凝土结构在温度为T时的长度,其他符号含义同上。

III. 温度效应的设计原理混凝土结构温度效应的设计原理可以分为以下几个方面:1. 温度效应的影响因素混凝土结构温度效应的影响因素主要包括温度变化量、结构的几何形状、混凝土的强度和环境温度等因素。

在设计中,需要考虑这些因素对温度效应的影响,并进行相应的计算和分析。

2. 温度效应的控制方法为了控制混凝土结构在温度变化下的应力和变形,可以采取以下控制方法:(1) 采用合适的混凝土配合比和材料,以提高混凝土结构的抗温性能;(2) 采用合适的结构形式和构造方式,以减小温度变化对混凝土结构的影响;(3) 采用合适的结构支承方式和支撑方式,以减小温度变化对结构的影响;(4) 采用合适的温度控制措施,如设置温度控制设备和温度传感器等,以实时监测温度变化并进行相应的调整。

某单位行政办公楼温度作用效应的分析

某单位行政办公楼温度作用效应的分析

某单位行政办公楼温度作用效应的分析1.工程概况该行政办公楼由主楼、左配楼及右配楼三幢建筑组成,无地下室。

主楼用连廊与左配楼、右配楼加以连接,形成一建筑组群。

总建筑面积,4.3万平方米,占地面积7300平方米。

建筑组合平面如下图示。

主楼地上十一层,房屋建筑高度44.90米,建筑面积22873平方米,建筑物长92.4米,宽19.6米,一层、二层层高4.5米,标准层层高3.9米。

平面主要柱网尺寸8.4米×(8.4+3.7+7.5)米。

左配楼地上七层,房屋建筑高度29.3米,裙房三层,裙房建筑高度13.70米,建筑面积10406平方米,建筑物长84.0米,宽29.4米,一层、二层层高4.5米,标准层层高3.9米。

平面主要柱网尺寸8.4米×8.4米。

右配楼地上四层,房屋建筑高度16.6米,建筑面积9311平方米,右配楼建筑物长75.6米,宽33.6米,一层、二层层高4.5米,三层层高3.9米,夹层层高3.1米。

平面主要柱网尺寸8.4米×8.4米。

连廊为地上三层,层高依次为4.5米、4.5米、3.9米,房屋建筑高度13.50米,分左、右连廊,建筑总面积644平方米。

拟建场地位于陕西省榆神工业区清水煤化学工业园内,地处陕北黄土丘陵向毛乌素沙漠过渡地带,地势西北高、东南低。

建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅲ类,场地卓越周期为0.258s,最大冻结深度为1.46米,标准冻结深度为1.40米。

拟建建筑所在地为半干旱大陆性季风气候,主要气象条件如下:1)气温最热月平均气温:23.7 ℃(7月份)最热月平均最高气温:28.3℃(7月份14时)最冷月平均气温:-8.7 ℃(1月份)最冷月平均最低气温:-15.3 ℃(1月份)年平均气温:8.8 ℃极端最高气温:39 ℃ (2005年6月)极端最低气温:-32.7 ℃ (1954年12月)年平均严寒日数(气温低于-10℃日数)18.3天各月平均最低气温(1986年~2005年)2)风冬季主导风向:北西北(1月)夏季主导风向:南东南(7月)基本风压:0.40 kN/m2(50年一遇)3)降雪最大积雪深度:16 cm(1987年)基本雪压:0.25 kN/m2(50年一遇)2.温度作用效应的确定本工程主楼和右配楼均为超长结构,结构设计中应考虑温度作用的影响,左配楼结构设计时将三层裙楼与七层主体结构用变形缝分开,变形缝净宽100,兼具抗震缝和伸缩缝的作用,因此对左配楼可不进行温度作用效应分析,仅从构造上采取加强措施。

某超长混凝土框架结构办公楼温度应力分析及设计措施

某超长混凝土框架结构办公楼温度应力分析及设计措施

(3)选择合理的材料,优先采取减小水化热的措施,如 选用水化热较低的水泥,在保证混凝土强度的前提下,尽可能 减少水泥用量等。
(4)加强混凝土浇筑后的养护工作,注意保持初浇混凝 土处于湿润状态,浇筑混凝土应选择温度相对较低的时段。
5 结束语 本工程依据YJK软件计算得出的楼板温度应力云图,对局
部温度应力较大处(主要是楼板开洞处、平面不规则处)进行 了适当加强,同时从结构设计、材料、施工等方面提出了减小 温度应力的措施,进一步保证了结构的安全性。此外值得一提 的是,由于温度应力具有一定的复杂性与不确定性,设计人员 应着重关注结构温度应力的变化规律,而不要拘泥于具体的计 算数值,对温度应力的认识需重视概念,加强构造。
6 建筑与装饰2020年12月中
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建筑设计与装饰
图2 办公楼二层楼板升温工况下X向温度应力
图3 办公楼二层楼板降温工况下X向温度应力
分析可知,在升温工况下,楼板以受压为主,最大压应力 0.7Mpa,远小于混凝土的抗压强度标准值;在降温工况下,楼 板拉应力均小于1.1Mpa,亦小于混凝土的抗拉强度标准值。此 外,楼板在局部平面转折处产生温度应力集中,需采取适当的 措施减小温度应力的影响。
1 工程概况
缝。结构长度远远超过国家规范对混凝土结构设置伸缩缝间距
本 工 程 位 于 江 苏 省 溧 阳 市 , 办 公 楼 单 体 建 筑 除 办 公 的限制规定(规范规定室内环境钢筋混凝土框架结构设置伸缩
区 域 外 合 并 包 含 部 分 商 业 及 餐 饮 功 能 , 其 平 面 尺 寸 约 为 缝的最大间距为55m),因此该办公楼属于超长混凝土结构。

抗震计算温度作用标准值

抗震计算温度作用标准值

抗震计算温度作用标准值
抗震计算中考虑温度作用的标准值通常是指建筑结构在设计工况下所受到的温度影响。

在抗震设计中,温度作用通常包括两种情况,首先是由于温度变化引起的结构收缩和膨胀,其次是由于火灾等高温情况引起的结构材料性能变化。

根据不同国家或地区的建筑规范和标准,对于温度作用的标准值会有所不同。

一般来说,抗震计算中考虑温度作用的标准值会根据结构所处的地理位置、气候条件以及预期的温度变化范围来确定。

在一些国家的建筑规范中,会提供具体的温度作用标准值,例如在美国,建筑规范通常会考虑结构在设计寿命内可能遇到的最高和最低温度,并根据这些温度数值来计算结构的热应力和热变形。

此外,对于火灾引起的高温情况,建筑规范也会规定结构材料的耐火性能要求,以及在火灾条件下结构的承载能力和变形要求,这些都是在抗震设计中考虑温度作用时需要综合考虑的因素。

总的来说,抗震计算中考虑温度作用的标准值是根据建筑规范和标准来确定的,需要综合考虑结构所处的环境条件和可能面临的
温度变化情况,以确保结构在设计工况下具有足够的安全性和稳定性。

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温度作用与结构设计一、前言GB50009-2012把温度作用正式列入建筑结构荷载规范,但它未提及结构设计中如何加以考虑。

SATWE等程序虽包含温度效应计算内容,但对温度内力计算时必须先行解决的杆件截面内温度场问题,程序并没有涉及,而是由用户自行定义。

1、常见思路确定合拢温度:若取年平均气温、武汉地区为16℃温度变化幅度:武汉地区、夏季37℃-16℃=21℃、冬季16℃-(-5℃)=21℃温度内力计算时结构计算简图与其它永久、可变荷载相同2、问题建筑物不同部位(地上与地下、室内与室外)的环境温度并不相同。

因此,不能简单认为气候温度就是环境温度。

同样环境下,结构部位不同、保温隔热措施不同、构件的计算温度也不同。

因此,不能简单把环境温度取作构件温度。

结构支座作为几何约束它的位移为零,作为温度约束它的位移并不为零。

因此,只有把温度约束转换为几何约束,才能用对荷载作用的结构计算简图进行温度内力计算。

二、环境温度取值1、环境温度组成以太阳为热源,环境温度可由日照温度t s和空气温度t e组成。

日照温度ts是太阳辐射作用直接在物体表面产生的温度,它是一个非均匀温度场,可由下式计算:—太阳辐射吸收系数。

可参照“民用建筑热工设计规范”GB50176、附录2.6—水平或垂直面上的太阳辐射照度。

可参照GB50176、附录三、附表3.3 —外表面换热系数。

取19.0W/㎡•K空气温度t e受太阳间接作用的影响,它是一个均匀的温度场。

环境温度(又称综合温度)t se=t s+t e室内t s=0。

因此,室内环境温度t se=t e2、环境温度的取值室外空气温度夏季50年一遇最高日平均温度。

可参照GB50176附录三、附表3.2。

冬季50年一遇最低日平均温度。

可参照GB50176附录三、附表3.1或“采暖通风与空气调节设计规范”GBJ19。

室内空气温度夏季空调设计温度冬季采暖设计温度计算日照温度时,建议太阳辐射照度计算值,取日照辐射时段内太阳辐射照度的平均值。

太阳辐射照度可参照GB50176附录三,附表3.3。

三、结构的温度内力1、导热微分方程的解无内热源的导热微分方程其中——热扩散率(㎡/s),表征材料的温度传导能力铝9.45×10-5㎡/s;钢筋砼7.64×10-7㎡/s(1/124);泡沫砼(ρ=627kg/m³)2.9×10-7㎡/s(1/326);木材 1.5×10-7㎡/s(1/600)。

以日为周期的温度变化可表示为:平均温度+脉动温度以日为温度变化周期,温度变化幅度小、周期短、影响范围十分有限(脉动温度影响深度钢筋砼0.0165m,加气砼砌块0.00626m)。

忽略非稳态项影响,则导热微分方程简化为:(1)墙、板稳态导热情况下,墙、板在平面内温度均匀稳定,只沿厚度方向发生变化。

因此,墙、板所对应的导热问题应是一维稳态导热。

如上图所示,墙、板厚度为δ、表面温度分别为t1和t2。

导热微分方程:边界条件,求解得截面内温度分布由温度作用产生的应变αα—材料的线膨胀系数。

GB50009、第9.1.2条、表9.1.2 变形受约束时截面内的应力εα由应力积分,单位宽度上作用的约束轴力N和约束弯矩M 这就是用位移法求解结构温度内力时所需的构件固端内力(2)梁、柱稳态导热情况下,梁、柱沿轴线方向温度均匀稳定,只在截面内发生变化。

因此,梁、柱所对应的导热问题应是二维稳态导热。

如上图所示,高、宽为b、a的梁、柱,三边温度为t1、一边温度为t2。

导热微分方程:边界条件:,;,;,;,;求解得截面内温度分布:∞变形受约束时,同理可得杆件两端的约束轴力N和约束弯矩M。

α( )∞α( )∞应该指出,结构力学教材中固端梁温度内力计算公式是一维的公式,它并不满足二维的边界条件。

二种算法温度场的比较传统方法(一维导热) 现方法(二维导热)2、多层材料覆盖下构件的温度分布结构构件表面通常覆盖有砂浆层、装饰层,外墙还有保温、隔热层,屋面往往还铺设有防水层。

因此,就热传导讲结构构件它是由多层材料选合而成的复合构件。

它的温度分布可以上述单一材料构件的导热微分方程介为基础,通过传导过程中的物理特性来得到。

(1)墙、板对于一维稳态导热,传导过程中热流量不变,经推导可得对应每一次对流换热或传导的温度降:外内外内其中:;外、内—室外和室内的环境温度(或综合温度);外、内—构件外、内表面对流换热热阻;夏季外㎡;冬季外㎡;内㎡;—第i层材料的导热热阻,—第i层材料的厚度(m)—第i层材料的导热系数(W/m•K)详GB50176、附录四。

已知外、内及,就可以得到各层材料的界面温度。

例:某建筑物夏季室外环境空气温度为36.9℃,室内空调设计温度为26℃,屋面太阳辐射的日照温度为23℃。

屋面做法,各层材料导热系数、相应的换热及导热热阻、各层材料的截面温度变化等如下:由上述计算可见:a、结构构件的温度场,可由构件所处的环境温度,通过多层材料的热传导来得到。

b、在内、外环境温差33.9℃情况下,钢筋砼屋面板表面温度差只有3.495℃,两者差别明显。

c、结构温度内力计算所用的温差应该是构件受力部分表面温差,不是内、外环境温差,更不是冬、夏的气候温差。

(2)梁、柱对于多层材料组成的梁、柱截面二维稳态导热问题,可以把其他各层材料的厚度按热阻等效换算成杆件受力部分材料的厚度。

当温度变形受约束时,同理可以对实际受力部分的约束应力积分得到作用于截面上的轴力N和弯矩M。

α∞α()∞四、结构的支座约束1、结构支座的计算简图结构在荷载作用下,底部支座的计算简图通常按固端或不动铰考虑,即作为几何约束支座在水平方向无位移。

实际地下室底板或顶板在温度作用下有变形,即作为温度约束支座在水平方向有位移。

这时若仍采用原荷载作用的计算简图,则上部楼层温度变形计算时,应扣除基础的温度变形,这就像基础沉降内力计算一样,产生次应力的是沉降差而不是绝对沉降量。

在材料相同情况下,上述变形差可以用温度来计量。

因此,上部各层的计算工作温度应是该层实际工作温度与结构底端实际工作温度之差。

例:2、地下室各层之间的热传导地下室平面的长、宽尺寸一般远大于地下室层高,因此在地下室底板、顶板及室内空气等热传导问题计算时,可把地下室近似视为由多层介质组成的一维热传导问题。

3、地下室板底土体温度取值 土中温度波峰值衰减系数如下:由上表可见,在土中达一定深度后,地表温度变化对地下的影响可以忽略不计,这时土中的温度就是地面上的年平均温(武汉地区为16.3℃)。

若取υ=0.05,这个深度为7.455m 。

五、杆件截面设计33℃ 26℃ 26℃ 26℃ 18℃15℃ 8℃ 8℃ 8℃ 0℃温度约束、支座有水平位移几何约束、支座无水平位移1、设计状态建议按正常使用极限状态设计,即只验算变形和裂缝。

这由于杆件出现裂缝后温度应力得到了释放,结构约束状态改变了。

正常使用极限状态的荷载效应,应按标准组合进行设计。

2、设计工况设计工况可分为使用阶段和施工阶段。

施工阶段相对使用阶段讲是短暂的和临时的。

因此,施工阶段环境遇到最不利情况的可能性相对要小很多。

为与这种工作状态相协调,建议对施工阶段环境温度取值作如下调整:空气温度夏季历年最高日平均温度的平均值冬季历年最低日平均温度的平均值计算日照温度时,太阳辐射照度计算值取日平均值3、设计内力由于温度作用是一个缓慢的实施过程,应考虑砼徐变变形引起的构件应力松弛。

因此,设计内力应是上述计算内力乘以应力松弛系数。

应力松弛系数建议取0.4~0.5。

4、设计参数温度作用效应的组合值系数取0.6。

环境的空气温度、太阳辐射照度、以及建筑材料热物理性能等计算参数可参照“民用建筑热工设计规范”(GB50176)、“采暖通风与空气调节设计规范”(GBJ19)。

5、计算程序温度作用计算计量的是杆件的轴向变形。

因此选用的程序必须能考虑超高或超长方向杆件的轴向变形。

对于超长的平面,计算过程中不能采用刚性楼板假定。

六、结构各部位温度内力的分布规律1、多层结构中温度内力一般集中在顶层和底层。

多层结构中环境温度变化最大部位是结构顶层和底层。

而温度内力由温差产生,结构中温差越大的部位温度内力应越大。

例:结构中部各层板的温度内力(冬季工况)正由于温度内力的分布在结构竖向有这样的分布规律,因此,有些对结构温度作用的简化计算就仅对受影响楼层(顶层、底层)作局部计算。

2、楼板平面内的温度变形是两端大、中间小,而温度内力相反是中间大、两端小。

楼板平面内的变形量可用下式表示:在和一定情况下,随增大而增大。

因此楼板平面内的温度变形是两端大,中间小。

楼板的温度内力来自于墙、柱抗侧移产生的剪力,它由两端向中间随墙、柱数量的增加不断累加。

因此楼板平面内的温度内力是中间大,两端小。

正由于此,楼板温度应力的配筋也应该是中间多、两端少,而不是现在常见的双层双向均匀配置的钢筋网。

以武汉国际会展中心底层框架梁、柱夏季工况的内力为例:环境温度:室外空气温度36.9℃、日照温度23℃。

室内空气温度26℃。

地下室板底土体温度16.3℃。

梁轴力柱剪力。

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