超长结构温度应力分析与控制措施
关于大面积超长混凝土结构的温度应力分析与设计
关于大面积超长混凝土结构的温度应力分析与设计[摘要]伴随现代建筑业持续稳健的发展，工程建设复杂程度不断提高，大面积超长混凝土（砼）结构类工程项目逐渐增多，对结构的不设缝实际长度提出更高要求。
结构越长，则降温所致收缩变形就会相对越大，因约束而产生更大拉应力，以至于结构裂缝实际宽度不断增加，那么，为更好地解决这一问题，本文结合具体的工程案例，探讨超长大面积砼结构温度应力的设计分析，仅供参考。
[关键词]混凝土（砼）；大面积；超长；结构；温度应力；设计；前言：伴随着现代建筑工程领域当中，大面积超长混凝土（砼）结构类型不断出现，为更好地把握其温度应力，积极落实相应的设计工作，对大面积超长混凝土（砼）结构温度应力的设计开展实例分析较为必要。
1、简述温度应力基本特点砼浇筑完毕，往往会产生水泥水化的释放问题，以至于结构中心温度会比表面温度高。
对此，大面积且超长砼结构中心部位会有热膨胀产生，且该热膨胀会多于表面部位所产生热膨胀。
因存在着温差，以至于砼结构中心会有压应力产生，而表面位置会有拉应力产生。
温度应力引发结构形变通常可予以修复，呈现反复性，区别于其余应力。
2、实例分析2.1 工况某地交通枢纽工程项目的总建筑面积约201262㎡，其所包含交通的综合体部分地上面积约70121㎡，建筑主楼框架为核心筒式结构，而综合体呈砼框架结构，包含22层地上和2层地下，总建筑高度约94.25m。
其中，地上1层及地下1层均属于大面积的超长砼结构，其柱网尺寸是8.4m*8.4m，平面尺寸则是378.0m*214.2m*。
此工程项目地上1层及地下1层当中结构板均呈较大面积，且要求不可设缝，为避免温度降低及砼收缩所致大面积砼开裂，通过加大配筋率、锚固构造、后浇带等合理设置各项措施，对温度应力、砼收缩应力起到一定抵抗作用。
现结合此工程项目，对超长大面积砼结构温度应力开展分析设计相关研究。
2.2 在温度应力的计算分析层面温度应力的计算分析，通常选取温度荷载，结合此交通枢纽工程项目当地气象统计相关资料记录显示，该地区最冷及最热月份分别在1月及7月，其月度平均气温分别是9℃~16℃、28℃~29℃，其月度平均温差达16℃。
超长地下室温度应力分析及裂缝控制
超长地下室温度应力分析及裂缝控制摘要：分析超长地下室裂缝产生的原因，以巴中万达广场项目为例，采用YJK进行温度应力计算分析，并提出温度裂缝的有效控制措施。
关键词：超长地下室温度应力裂缝控制超长结构系指结构单元长度超过了《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝、沉降缝最大间距的结构。
为保证地下室的使用功能，超长地下室通长不能采用预留施工缝的常规施工方案，针对超长地下室如不采用合理的设计和施工措施，后期很容易产生裂缝。
不仅影响工程质量整体外观形象，而且降低抗渗和抗冻能力、钢筋锈蚀、降低耐久性，漏水并影响地下室正常使用，最终导致业主投诉和大量的维护成本。
本文在对地下室裂缝产生的原因进行分析的基础上，对超长地下室结构的裂缝控制、温度应力及其影响进行相关探讨。
1.裂缝产生的原因结构裂缝分为两大类，一类是由于荷载引起的裂缝，另一类是由于变形引起的裂缝，包括温度、湿度、水泥水化热、地基变形等。
地下室裂缝很多出现在施工过程中，此时上部结构还没有承受很大的荷载，因此地下室的开裂主要还是由于温度的收缩和混凝土的干缩。
并且此时上部没有保温隔热的覆盖层，超长地下室的整个施工周期较长，对这一类裂缝，加剧了热胀冷缩、混凝土收缩对地下室的不利作用。
当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。
温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。
2.施工过程中的温度应力分析在超长地下室的施工过程中，混凝土不断产生水化热，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度高，表面温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。
在混凝土浇筑过程中，变化是持续不断的，我们不可能做到在施工过程中进行充分有效的控制，这就要求在超长地下室的整个施工过程开始之前我们就要做好相应的理论估算分析，一方面可以从总体上把握温度应力的变化趋势，避免大部分问题的出现，另一方面，对于极端情况，也可以采取及时有效的措施去减轻危害的程度。
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。
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
超长混凝土结构温度应力分析及裂缝控制
超长混凝土结构温度应力分析及裂缝控制发布时间：2022-08-24T06:54:55.317Z 来源：《建筑创作》2022年1月第1期作者：潘选进[导读] 随着社会经济和科技的发展，我国建筑工程行业得到了极大的提升潘选进身份证号码：35262519751117****摘要：随着社会经济和科技的发展，我国建筑工程行业得到了极大的提升，正是由于建筑工程行业规模的扩大使得大体积的混凝土工程变得越来越多，其中大坝、桥墩等都是日常生活中常见的大体积混凝土工程，大体积混凝土的施工由于具有一定的特殊性，在施工的过程中其温度的变化所引起的拉应力在超过混凝土本身的极限抗拉强度时就会导致裂缝和开裂的问题出现，这些问题都会给工程整质量产生影响，因此为了保障工程的质量，在超长混凝土的施工中就要对温度应力和裂缝问题进行控制。
本篇文章，主要就是对超长混凝土结构温度应力分析以及裂缝进行的控制和分析。
关键词：超长混凝土，结构温度应力，裂缝问题，控制分析引言超长混凝土的施工中其温度的变化是对施工质量产生影响的重要因素，所以为了对工程的质量进行保障，就要做好温度应力分析和控制的工作，这样才能从减小温度应力对超长混凝土带来变化中减小混凝土表面裂缝问题的出现。
一、超长混凝土温度应力分析在建筑的施工过程中不论是哪种建筑，只要是处在自然环境中必然会受到各种不良因素的影响，这些因素会贯穿于整个施工的过程，通过研究可以得知，在建筑工程超长混凝土的施工中其温度变化对施工质量产生的影响最为严重，因此，为了对超长混凝土的施工质量进行提升，就要对其温度因素应力进行控制，超长混凝土施工中所受到的温度影响通常主要可以从以下几个方面中来表现：（一）日照温度荷载由于自然界的温度处在不断的变化中，所以日照温度也会对超长混凝土的施工带来影响，在超长混凝土的施工过程中，一天之内不论是太阳的照射角度和气温变化以风速的变化都是处在不断变化中，所以日照温度能对超长混凝土的结构表面温度和内部的温度产生改变，在以往的超长混凝土中，由于日照温度对施工所造成的影响主要有混凝土温度不均匀，当混凝土自身的局部温度具有不均匀性时就会由于热涨冷缩的问题而产生裂缝的出现。
超长结构温度应力分析方法与控制措施
江苏建筑2012年第1期（总第146期）[收稿日期]2011-10-17[作者简介]彭波，男，(1973-)，四川齐盛实业有限责任公司，工程师，一级建造师。
引言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，导致超长、超宽的大型公共建筑也大量出现，这些建筑如果按照规范要求设置一道或多道伸缩缝[1]，会影响建筑整体效果，还会给消防布置、管线铺设及设备安装带来不便。
也会增加建筑装修困难，影响建筑物的立面效果。
因此，往往在方案设计时对于超长结构不设或少设伸缩缝，这就需要对未设伸缩缝的超长结构在温度作用下进行应力分析和采取控制措施。
1温度应力问题的特点从结构本身来说，结构的超长将对结构产生两个方面的不利影响。
一是连续浇筑的超长混凝土收缩和水化作用引起混凝土体积不均匀变化使混凝土构件内部产生较大的应力而开裂，在大尺寸混凝土构件内，由于混凝土传热较慢，其水化作用放出的热量直接导致构件不同部位产生较大温差，引起构件开裂。
二是环境温度变化导致构件热胀冷缩，引起构件之间不均匀变形和位移，对于超静定的混凝土结构产生较大的应力。
这两个方面对超长结构的不利影响主要是由于内在的温度变化引起的。
温度应力就是结构或构件由于温度变化产生的变形受到约束时产生的应力，如果加大伸缩缝间距或不设伸缩缝，仍按传统常规方法设计施工而不采取一定的措施，将会给结构带来很大的安全隐患[2]，严重时甚至会使结构达到正常使用极限状态而破坏，超过使用功能规定的限值，影响结构的正常使用。
与荷载引起的应力相比，温度应力具有以下特点:（1）混凝土结构收缩变形的产生和温度的变化是一个长期的渐进的过程。
徐变使混凝土应力逐渐松弛，其应力值远小于一次瞬时全部变形情况下产生的弹性值。
（2）温度和收缩变形引起的应力是由于变形受到约束产生的。
混凝土的温度应力与一般弹性体不同[3]:一般弹性体在约束条件不变、已经不存在温差的条件下，温度应力消失;混凝土中由水泥水化热引起的温度应力不同，温差消超长结构温度应力分析方法与控制措施彭波1，蔡宏儒2，刘成清2（1四川齐盛实业有限责任公司，四川成都610041；2西南交通大学土木工程学院建筑工程系，四川成都610036）[摘要]许多超长的大型公共建筑结构不断出现，如果按照规范要求需设置一道或多道伸缩缝，会带来诸多不便。
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。
超长结构温度应力的计算和裂缝控制措施
超长结构温度应力的计算和裂缝控制措施摘要：温度的变化会严重影响超长混凝土结构的变形及内力。
以某高铁站北站站前广场项目为例，阐述阶段温度应力的等效温差计算方法在超长混凝土结构中的应用价值。
以有限元软件为基础，分析降温温差的情况中超长结构内力，探究温度的变化对超长混凝土结构的影响。
经过对结构特点的分析及结果得出，缓粘结预应力技术能够控制温度裂缝。
在使用阶段，随着结构降温温差的增大，超长结构最大温度应力呈线性增长。
控制后浇带闭合时间和施加预应力是有效控制温度应力的方法。
关键词：超长结构；温度应力；缓粘结预应力；裂缝控制《预应力混凝土结构设计规范》[1]规定，当钢筋混凝土结构的平面长度大于《混凝土结构设计规范》中规定的最大伸缩缝间距时，定义为超长结构。
我国的经济发展推动了工程建设的发展，为保障建筑工程结构与功能的完整性，多数工程都不采用超长结构或不设置结构缝。
在施工过程中，混凝土结构会受到温度等非荷载因素的影响而出现变形，结构受约束作用产生约束内力，其出现温度效应。
而温度效应对于混凝土超长结构的梁、板裂缝的影响巨大。
故此，本文以鲁南高铁临沂北站站前广场项目为例，通过采用缓粘结预应力等措施，缓解温度效应产生的影响，以实现裂缝控制。
1 工程概述某高铁站北站站前广场项目，项目总建筑面积20.46万m²。
包括广场地下两层建筑面积19.65万m²，主要为地下停车场、出租车蓄车场及设备管理用房；广场东侧建设一级长途客运站一座，站房、辅助及设备用房建筑面积约7100m²；广场西侧建设公交调度中心一座，建筑面积1000m²；建设高架落客平台匝道4条，宽15m，总长约1400m（如图1所示）。
工程建设的结构体系为：框架—剪力墙，筏板基础作为地基基础。
地下一层及二层的梁、板、框架柱结构的混凝土强度为C40，地上梁、板、框架柱混凝土强度为C30，选用HRB400级钢筋。
北站站前广场平面总尺寸为483.7m×224.1m，沿纵向设两道结构缝，分为136.5m×224.1m，201.7m×224.1m和136.5m×224.1m三个结构单元。
温度应力下超长框架结构应力分析及控制措施
温度应力下超长框架结构应力分析及控制措施作者：张鸣叶坤周磊黄俊来源：《建筑科技与经济》2014年第07期摘要：对于超长混凝土框架结构而言，温度的变化会导致混凝土产生应力，从而会出现大面积裂缝。
但有些工程要求不设置伸缩缝，这就需要采取适当的措施来防止结构开裂。
通过有限元分析软件SAP2000对某超长框架结构进行模拟分析，研究温度应力下应力变形规律，并基于分析数据提出相应的控制措施。
关键词：超长框架混凝土结构；温度应力；有限元分析；控制措施Analysis of stress and control measures on Ultra-long concrete structure under temperature stress Zhang Ming, Ye Kun, Zhou Lei, Huang Jun(College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, China)Abstract: For the Ultra-long concrete structure, temperature changes will lead to concrete stress, which may cause large area crack. But some projects are asked not to set expansion joints, Which requires to take appropriate measures to prevent. Simulation analysis on the comprehensive building of a farmers market by the finite element analysis software SAP2000, Research the stress and deformation law of the temperature stress, according to the obtained data put forward the corresponding control measures . Key words: Ultra-long concrete structure; temperature stress;finite element analysis; control measures随着国民经济的发展，为满足使用方面要求，超长混凝土框架结构在设计中出现的频率越来越高。
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。
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。
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。
大空间超长框架结构温度应力的研究
大空间超长框架结构温度应力的研究随着现代建筑的迅速发展以及建设规模的不断扩大，大空间超长框架结构的应用越来越广泛。
在这些超长框架结构中，由于结构的巨大尺寸以及特殊形态，温度应变变化的影响会更加明显，从而可能导致结构的不稳定性和安全性问题。
因此，研究大空间超长框架结构的温度应力，对于确保结构的稳定性，保证建筑物的安全和可靠性方面有着非常重要的意义。
在大空间超长框架结构中，由于其巨大的尺寸，结构变形和应力分布的影响会更加显著。
结构材料在不同温度下的热膨胀系数也会因此发生变化，从而导致结构的扭曲和变形。
顶部屋盖下部的构件由于热膨胀会发生上升，而建筑物底部的构件则会发生下降，这些不同应力的分布将会使得结构受到很大的挑战。
同时，随着气温的变化，不同材料的热膨胀系数也会发生变化，这种变化还会对结构的稳定性和形变产生影响。
要探究大空间超长框架结构中的温度应力问题，需要先进行一系列的试验研究和理论分析，来揭示结构在不同温度变化下的应力分布变化规律。
大量的试验研究表明，在不同的温度下，结构内部会出现不同的应力分布。
此外，根据试验结果，可以得出结构的热膨胀系数随着温度升高，其数值会逐渐增大，从而导致结构受到更大的温度应力。
对于大空间超长框架结构的温度应力的研究和控制，需要进行以下的措施：1.通过合理的结构设计和选择适当的材料，可以使结构材料在不同温度下的热膨胀系数最小化，从而降低结构受到的温度应力。
2.对于超长框架结构的结构部件，可以采用降温、通风等目标性控制气温的措施进行，来避免温度波动和结构材料的膨胀。
3.定期进行结构检测和维护，及时发现和提前解决结构的异常变形问题，以避免结构受到更大的温度应力，从而保证结构的稳定和可靠性。
总之，大空间超长框架结构温度应力的研究对于确保结构的稳定性，保证建筑物的安全和可靠性方面有着非常重要的意义。
因此，应加强对大空间超长框架结构的温度应力的研究，从而在结构的设计，建造，维护等各个方面都进行充分的控制和调节，实现结构稳定与可靠性的高度保障。
超长混凝土结构温度应力分析
超长混凝土结构温度应力分析摘要：改革开放以来，随着中国经济的快速发展和城市建设的不断扩大，已经有许多大型公共建筑及工业与民用建筑应运而生。
其长度超过规范要求的限制，但未设置相应的伸缩缝，这些结构通常被称为超长结构。
本文重点介绍了超长混凝土结构年温差作用分析以及水平瞬时温差作用分析，以供同行参考。
关键词：超长混凝土结构，温度应力，分析前言近年来,随着社会的不断发展,超长超高的建筑物越来越趋于平常,人民更加追求建筑物的外观美。
当结构超过一定长度时,按照规范的要求,必须设置伸缩缝,这样势必会影响建筑物的外观和使用,因此,由于温度等因素对超长钢筋混凝土结构造成的一系列问题开始引起研究者们的重视,分析超长结构的温度作用的影响是很有必要的,国内的很多学者一直致力于研究此问题,并希望通过采取合理的措施达到减少伸缩缝或不设伸缩缝的目的。
1、超长混凝土结构年温差作用分析对于超长混凝土结构,设计时主要应该考虑季节温差也即年温差的作用,在结构未设后浇带或后浇带留设时间较短的情况下,应同时计及混凝土收缩作用的影响。
季节温差一般取结构混凝土凝结硬化时的温度(初始温度)与使用期间温度极值的差值,由于混凝土材料的抗拉强度远小于其抗压强度,控制季节温差应取初始温度与使用期间所能达到的温度极小值的差值,即可取但是,很多工程在设计时不能预先确定混凝土的浇筑时间,也不可能精确得到使用期间的温度最低值,所以一般可取结构使用中夏天的最高气温与冬天的最低气温之差作为控制季节温差。
1.1收缩作用分析混凝土在空气中凝结和硬化过程中会产生收缩变形,当收缩变形受到外部条件或其他构件的约束时,混凝土构件便不能自由变形而形成收缩应力,该应力与年温差作用下的结构应力的特性相像,所以可以把收缩变形等效为温差并与年温差叠加而成为结构的计算温差。
混凝土收缩公式很多,对于素混凝土或低配筋率混凝土的收缩公式,可以采用下式:超长混凝土结构往往采用多种措施来控制裂缝的产生和开展,设置后浇带是一种释放早期温度和收缩变形以降低温度收缩应力的有效方法。
试论超长混凝土结构温度应力计算及控制
１工程概 况
本 工程 位于泉 州市 中心 ， 上部 由一 栋办公 楼 、 一栋 住宅 和 ５层商业裙房 两部分构成 ， 采用抗震缝 断开 ， 地下室 ４层。
建 筑总面积约 １ ４ ． ８万 ｍ ｚ ， 其中住宅和商业的面积约为 ６ ． ４万
ｉ １ １ ｚ
，
住宅为 ２ ８ 层， 建筑高 ９ ９ ｍ， 长 ９ ５ ｍ， 宽 １ ７ ． １ ｍ。 商业裙房为
为１ ． ０×１ ０ ， 肛 则是 材料泊松 比 ，取值为 ０ ． １ ５ ， Ｅ则 是混 凝 土强 度 ， 为 Ｃ ３ ０ ， Ｃ 指的是板底水平 阻力 系数 ， Ｂ指的是板
在工程早期施工 阶段 ， 还要采取措施进行混凝土早期 收
缩应力的控制 ， 以免结构 出现变形 。而设 置后 浇带 ， 则能起到 控制早 期收缩变形 的作用 。 在平面图上每隔约 ３ ０ ｍ进行一条 后浇带 的设置 。而后浇带应该位 于预应力筋 的张拉端 ， 宽度
屋外 围护结构 中采取 了一些 保温隔热 措施 ；也采取 了覆盖稻 草等措施避免
■＿
结构长 时间暴 露 ，因此 能够减少骤 降
温差对结 构的影响 。所 以在考虑混 凝 土结构外 部温差时 ，主要考虑季节 温
差， 约３ ６ ℃。
２ ． ３混凝土结构温度应力计算
图 １六 层 结 构 平 面 图
对 混凝 土结 构 产 生 一 定 影 响 。 ２ ０ １ ２年 ，
福建地 区最 高温度达 ３ ８ ％， 最低 ２ ℃。
而骤 降温差 为气温骤降产 生的瞬时 温
差， 将导致混凝 土结 构 出现急 剧收缩 ，
进而产生 裂缝 【 ｌ Ｊ 。在工程施 工的过程
中， 为防止骤降温差 带来 的危 害 ， 在房
超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施
超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施1.概况某高层公寓式酒店位于吴江市盛泽镇，总占地面积6300平方米，总建筑面积51000平方米。
工程划分为A、B两个区，地下2层。
地上由2栋30层公寓式酒店及3栋3层商铺裙房组成，地下室底板面标高-8.850米，其中B区地下室长度达到151.2米，宽度52.65米。
战时为六级人防地下室，平时作为车库。
本工程基础采用钻孔灌注桩，底板为梁板结构。
板厚600mm，采用C30混凝土，抗渗等级S8，设后浇带2条，宽度800mm。
2.裂缝产生的机理及其控制措施建筑物的裂缝按其成因可分为两类：一是外荷载引起的裂缝，二是由各种变形引起的裂缝，如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等。
实际工程中由于变形引起的裂缝约占80%，对于超长建筑物，温度变化和混凝土收缩的影响十分突出。
2.1.本工程裂缝控制的设计原则混凝土结构受温度或收缩影响而开裂的原因是复杂的，结构长度只是其原因之一。
通过对苏州地区地下结构的观察，我们发现若措施不当，即使满足规范伸缩缝间距的要求，同样会出现温度裂缝。
混凝土开裂基本上可分为3个活动期：混凝土入槽后，在1~2d内达到温度峰值，然后根据不同的降温速度逐渐降至周围温度，此间混凝土还进行一部分收缩；往后3~6个月完成大部分收缩（约60%~80%）；至1年左右收缩基本完成。
因此可把总温差分为两部分，在第1部分温差经历时，把结构分为许多段，可有效地减小前期的温度应力；在施工后期把许多段连成整体，再继续承受第2部分的温差、收缩及长期使用过程的温度变化。
通过对地下室底板混凝土的温度应力分析，计算后浇带施工封堵前后混凝土最大拉应力，两部分的温差及收缩应力小于混凝土抗拉强度，则可以达到不设置永久缝而控制混凝土开裂的目的。
由于温差及收缩应力的计算仅是粗略的估算，因而还必须结合工程经验，采取合理的构造措施，才能真正实现对混凝土裂缝的有效控制。
2.2.温度应力分析2.2.1.第1阶段：后浇带施工封堵前首先计算早期混凝土应力：设计混凝土强度等级为C30，底板厚600mm，水泥采用425号普通硅酸盐水泥。
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。
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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。
假设该建筑从当年7月开始地上部分施工，第1～3层施工分
别需要一个月，从4层开始每层半个月，至次年二月半完工。
按照该假定施加的
温度荷载始终为降温作用，为最不利工况。
(2)有限元模型。
针对温度应力建立四组模型(M0、M1、M2、M3)，均考虑施
工模拟和收缩徐变的作用；其中，部分模型考虑了地下室顶板的转动弹性嵌固，
弹簧刚度计算按照柱所连接的梁柱刚度进行计算，为近似值。
模型的具体设计参
数见表1所示。
结构二层的后浇带设置如图1所示，其余各层M0、M1、M2后浇带设置均同；M3与
M2相比，仅在结构第二层增设后浇带c，其余部位后浇带设置均同M0～M2模型。
温度有
限元模型为保证结构成立，将一跨内的所有次梁和板均设置为后浇带。
4、温度应力分析
本工程采用有限元分析程序MidasGen对本模型进行温度应力计算分析，分别探讨温度应力对框剪结构中的柱、剪力墙、梁板等主要构件的影响，并给出控制措施及建议。
(1)柱内力。
通过对比框架柱主要集中区域的温度应力，其中：①主楼最外侧柱(区域1)；
②后浇带附近主楼柱(区域2)；③宴会厅大柱(区域3)；④斜圆柱主出入口(区域4)，见图2。
对比结果发现：在各种温度模型工况下，结构一层的温度应力均达全楼最大值，其中尤
以宴会厅内的大柱温度应力为最，而后浇带附近的柱温度应力由于施工滞后得到了不同程度
得缓解。
但由于M0～M3各个温度模型设计参数不同，对比结果发现以下规律：①后浇带
滞后楼层一个月封闭工况(M1－1)，对减小柱内力基本无显著贡献；②后浇带在全楼完成后
两个月封闭，可有效减小主楼两侧柱的温度效应；③中部增加后浇带后，后浇带附近的柱子
温度效应会增加；④斜圆柱区域受力较复杂，且设置后浇带对其温度效应减小有限，需特别
关注；⑤设置后浇带可大幅度减小宴会厅大柱的温度效应；⑥与一层柱相比，二层柱的温
度效应迅速减小。
控制措施建议：对主楼一层两侧及后浇带附近的柱子、斜圆柱以及宴会厅大柱子在配筋
时做适当加强，对二层以上的柱可不做加强。
墙内力。
通过对比分析该工程中代表性剪力墙的温度应力计算结果，具体的墙肢位置如
图3所示，对比结果发现：温度作用对剪力墙的影响远远大于其对框架柱的影响，其中墙4
在M0温度模型下的底层弯矩达到112103kN•m，剪力达到28424kN；而当设置两条后浇带，即在M2模型情况下，墙4的底层温度应力将降低至弯矩4929kN•m，剪力低至1854kN，效
果非常显著。
（这里指的是图对比）
不同温度模型下剪力墙内力表现出以下规律：①后浇带滞后楼层一个月封闭(M1－1)，
对减小墙内力效果极小；②后浇带在全楼完成后两个月封闭，可有效减小墙的温度效应；
③设置竖向后浇带对减小主楼边缘切向剪力墙(墙4)的温度效应有较大的效果，墙4的面内
弯矩、剪力可大幅度减小；④在二层楼板设置横向后浇带对减小径向剪力墙(墙1、2、3)的
温度效应有很好的效果；⑤二层墙的温度效应约为一层墙的一半。
墙温度作用的控制建议：对一层剪力墙(尤其是位于主楼边缘或是后浇带附近的墙)配筋时进行适当加强，对二层以上墙可不做加强。
(3)梁、板温度内力。
梁、板作为水平构件对降温工况下的主拉应力比较敏感，具体的温
度内力分布表现出如下规律：①设置纵向后浇带可有效减小主楼沿切向梁的温度拉应力；
②设置横向后浇带可有效减小二层大厅部分沿径向梁的拉应力；③二层圆形大厅的梁有一
定的拉应力，配筋时需加强；④由于剪力墙可视为较强的支座，二层与剪力墙连接处的梁均
产生较大的温度效应，配筋时需加强。
梁、板温度效应控制建议：二层梁、板在配筋时需进行加强，其余楼层温度效应在设置
后浇带后降至很小，可不进行加强处理。
另外，考虑日照因素，顶层楼板亦需进行适当加强。
对于裙房屋顶，需按M2模型预留一条后浇带并在结构完成之后两个月进行合拢。
5、超长结构温度应力控制措施
针对超长结构设计中遇到的温度应力问题，总结主要控制措施如下：
选择合理的结构布置形式。
结构布置形式决定了建筑是否先天不足，应采用对称均匀的
结构布置，避免构件之间协调变形的内力过大；应尽量减小结构的抗侧力刚度和剪力墙的数量，避免将剪力墙等侧移刚度较大的构件布置在结构的端部，但剪力墙的设置要受到多种因
素的制约，如建筑平面的限制、结构抗震的需要、正常使用状态对结构变形的要求等都会与
减小温度作用的剪力墙设置原则发生冲突，如何协调各种矛盾，尽量兼顾各方面的要求，是
设计中的首要任务。
(2)合理确定结构所承受的温差作用，尽可能减小温度对结构可能造成的影响；同时应选
择有效的结构计算模型，如精度较高的有限元计算程序，不宜采用杆系计算程序，应能考虑
楼板参与整体计算。
实际工程的设计中，在概念设计的基础上建立合理的计算模型才能保证
结构的安全可靠。
(3)为避免温度应力的影响，可采用设置后浇带的做法或选择适当的膨涨剂以减小收缩对
结构的影响。
由于设置后浇带后，后浇带封堵的时间决定了结构的初始温度，考虑到温度升
降对结构综合性能的影响，应尽量将后浇带的封堵时间选在春秋两个温度适宜的季节。
同时
应尽量延长后浇带的留置时间，以尽可能的减小混凝土的残余收缩的影响。
(4)可以在不留温度伸缩缝的超长混凝土框架结构中采用纤维混凝土的办法以达到控制温
度应力的目的。
一般控制混凝土初期裂缝主要是通过控制用水量、选用低热低碱水泥、加强
养护以及在设计时严格配置抗裂钢筋等方法。
近年来在混凝土中掺加有机纤维控制初期裂缝的方法已经证明是有效的，且得到了广泛的应用。
(5)可以在不留温度伸缩缝的超长混凝土框架结构中采用施加预应力的办法以达到控制温度应力的目的；结构成型时事先在结构的长度方向施加一定的轴向预压应力及相应的预压应变，用以克服结构因温度变化和混凝土收缩引起的收缩变形，全部或部分抵消由此产生的拉应力，避免混凝土开裂或限制裂缝的宽度。
6、结语
超长结构作为当前结构设计中常见的结构类型，温度应力是此类结构设计的关键问题。
因此，本文通过某具体超长框架-剪力墙结构的工程实例，对超长结构的温度应力进行了分析研究，通过分析温度作用下重要构件的应力结果给出控制建议，本文提出的温度应力控制措施可以为超长结构的设计与施工提供参考和借鉴。
参考文献：
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