超长结构温度应力计算探讨精
超长混凝土框架温差收缩应力计算方法的探讨
构件采用相应的刚度折减系数 。在设计 中可采用折 减 相应构 件 的弹 性模 量 来 实 现 。该 方 法 通过 减 小 结
构 温度 荷载 响应来 考 虑应力 松 弛 ， 概念 上较 为合 理 。
一
（ ６ ）
柱为偏心受压构件 ， 文献［ ７ ３ 借用文献［ ８ ］ 中对开 裂预 应力受弯构 件 的短期 刚度 计算 公式 ， 试算 出按最
大裂缝 为 ０ 。 ２ ｉ ｎ ｒ ｎ设计的长边端 柱开裂 刚度 折减 系数 在０ ． ４ ～０ ． ４ ５之 间 ， 不 动点 附近柱 弯矩 较小 ， 可 只考
要： 采用 弹性方法计算超长混凝土框架 的温差收缩应力需考虑徐变 、 开裂等因素造成的应力松 弛 。工程通过折 减构 件刚度和
折减综合 温差来考虑温度应力松弛 。 文章通过理论推导 和数值计算得 出 ， 当梁与柱 的刚度 折减系数 相等时 ， 采 用折减综合 温差代
替折减构件 刚度较为方便 ； 当梁 、 柱刚度不 同时 ， 宜采用刚度折减法 。 关键词 ： 超长混凝 土框架 ； 应力松弛 ； 刚度折减 ； 温差折减
１ ． １ 不开 裂梁板 折减 系数
当梁板 为 一 、 二 级抗 裂要 求 ， 构 件 刚度 的减 小 主
是 结 构 主体在 水 平 方 向 已形 成 一 个 整 体 ，但 屋 面 和 墙 面 的保 温材 料 还 没 有及 时做 上 Ｅ 。文 献 １ － ３ ３ 建议 ： 采用 弹性 分析 的超 长 结 构 可 综 合 考虑 收缩 和季 节 温 差作用 ， 采 用综 合 等效 温差来 计 算 ， 即
超长混凝土结构温度场温度应力进展论文
超长混凝土结构温度场与温度应力研究进展探讨摘要：由于混凝土结构的热传导性能差，其内外表面不断以辐射、对流和传导等方式与周围空气介质进行的热交换等作用，将使表面温度迅速上升（降低），但结构的内部温度仍处于原来状态，在混凝土结构中形成较大的温度梯度，混凝土结构的各部分处于不同温度状态。
由此产生的温度变形，当被结构的内外约束阻碍时，会产生相当大的温差应力。
关键词：超长混凝土结构；温度应力；温度场；温差荷载；混凝土开裂；耐久性；配筋量1引言目前，在一般的超长建筑结构设计的过程中，往往忽略由太阳日辐射产生的温度荷载。
这对于混凝土表层有贴面，并不直接暴露于太阳直射下的结构来说是可以接受的，但对于混凝土外没有保护贴面的，特别是些体积比较庞大的超长结构来说，是远远不够的。
许多工程结构在施工与使用中发生严重的裂损现象表明，还存在引起结构物裂损的温差荷载。
2超长混凝土结构温度场研究进展温度应力是超长框架结构设计需要考虑的重要因素，而建筑物温度场的合理选择和建立是后续温度应力分析的基础，是决定温度应力结果合理与否的关键，因此在建筑材料导热的基础上对整个结构温度场的计算分析是必要的。
在大体积超长混凝土结构中，温度场的发展过程可以分为三个阶段：①早期温度场，自浇筑混凝土开始，至水泥放热作用基本结束时止，一般约一个月左右。
此阶段特点：因水泥水化热作用而放出大量水化热，引起温度场的急剧变化；②中期温度场，自水泥放热作用基本结束时至混凝土冷却到最终稳定温度时止。
这时的温度场是由于混凝土冷却及外界温度变化所引起的；③晚期温度场，混凝土完全冷却以后的运行期，温度应力主要是由外界气温和水温的变化所引起的，故又称为运行期温度场。
一般认为，结构在运行期间的温度荷载有以下3类：①季节温差指结构闭合阶段的施工期温度与使用阶段温度之差，也称结构中面温差，由极缓慢的气温变化所致；②骤降温差主要是强冷空气的侵袭作用和日落后夜间形成的内高外低温差；③日照温差指同一天太阳照射在结构的不同部位引起的温差。
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。
超长混凝土结构温度效应计算的探讨
超长混凝土结构温度效应计算的探讨摘要：首先通过简化的超长混凝土结构模型，分别进行温降作用下的线弹性分析（不考虑混凝土开裂）与非线性分析（考虑混凝土开裂）：（1）利用通用有限元分析软件Midas/gen，对简化模型进行温降作用下线弹性分析；（2）利用通用有限元分析软件MSC.marc，对简化模型进行同一温降作用下非线性分析。
然后，对两种分析方法下温度效应的大小与分布规律进行对比。
通过两种分析方法下温度应力结果的对比，验证普遍应用于工程设计中的线弹性分析方法的可靠性和经济性。
关键词：超长混凝土结构；Midas/gen线弹性分析；混凝土开裂；MSC.marc 非线性分析1 引言近几年，随着建筑用地面积的紧缺，多功能建筑体日益增多。
如地下为超长地下车库，地上为多栋高层住宅楼的住宅区；集娱乐、商场、宾馆于一体的大型商业广场。
基于功能和外观上的需要，这些大型公共建筑结构需增大伸缩缝间距甚至不设缝，致使整个结构单体平面尺寸日益增大，其尺度远远超过了《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）所规定的伸缩缝最大间距要求，形成了超长混凝土结构。
因混凝土抗拉强度远低于抗压强度的材料性能，不应忽视此类结构在使用阶段的温度效应。
根据众多超长混凝土结构的设计经验以及建成后实际使用效果的验证，目前，在实际的工程设计的中，绝大多数设计人员计算温度效应的方法为：在最不利温降工况下，对超长混凝土结构进行线弹性分析，然后对线弹性分析的温度效应乘以几项工程经验系数，从而确定最终温度效应的取值。
工程经验系数的取值有所不同，文献[1]是线弹性分析的温度效应乘以刚度折减系数0.85和松弛系数0.3~0.5；文献[2] 是线弹性分析的温度效应乘以混凝土弹性模量折减系数0.6，荷载分项系数1.4和松弛系数0.3~0.5；文献[3] 是线弹性分析的温度效应乘以温度作用组合系数0.6，荷载分项系数1.4和松弛系数0.3~0.5。
虽然各文献的个别系数的取值和定义不同，但综合折减系数δ基本相同，即δ=0.84×（0.3~0.5）。
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。
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模型
超长结构温度应力计算模型超长结构温度应力计算模型是一种基于力学原理和热学原理的计算机模型，用于分析超长结构在温度变化过程中所产生的应力分布和变形情况。
本文将就此进行探讨。
超长结构是指具有较高的长度-宽度比的结构，如桥梁、高耸建筑物、铁路、隧道、管道等。
这些结构在运行过程中受到环境温度的影响，会产生温度变化，从而产生应力和变形。
为了确保结构的安全运行，需要进行温度应力计算，以分析结构的强度和稳定性。
超长结构温度应力计算模型主要包括以下几个方面：1. 温度分布模型：该模型用于分析结构在温度变化过程中受到的热载荷，确定结构的温度分布。
温度分布模型主要包括热传导模型、辐射传热模型和对流传热模型。
2. 结构应力模型：该模型用于分析结构在温度变化过程中受到的应力分布。
结构应力模型主要包括受力平衡方程、本构关系、应力求解方法等。
3. 结构变形模型：该模型用于分析结构在温度变化过程中产生的变形情况。
结构变形模型主要包括几何与约束方程、转移矩阵方法、位移求解方法等。
4. 仿真计算模型：该模型用于实现对超长结构温度应力的全过程数值模拟。
模拟计算模型主要包括网格划分、时间步长、求解算法等。
超长结构温度应力计算模型的研究对于结构的设计和安全运行都具有重要意义。
通过模型分析，可以确定结构在温度变化下的应力分布和变形情况，进而优化结构设计或调整结构参数，以提高结构的强度和稳定性。
除此之外，模型分析还可以为工程实际应用提供有效的指导，同时为结构的维护和检修提供参考和依据。
值得注意的是，超长结构温度应力计算模型的建立需要仔细规划和有效实施。
在模型建立过程中应充分考虑结构的实际情况和应用环境，同时注意数据质量和模型精度的保证。
另外，模型的使用过程中也需要严格控制误差，保证计算结果的可靠性和准确性。
总之，超长结构温度应力计算模型是一项基础性研究工作，对于结构的设计和实际应用都具有重要意义。
构建科学可靠的模型，需要加强理论研究，提高技术水平，同时加强工程实践，积累经验和数据，为未来的发展提供更加稳健的基础。
超长钢筋混凝土结构温度应力问题探讨
超长钢筋混凝土结构温度应力问题探讨【摘要】近几年来，随着社会的发展和高大建筑的普及，人们一直在寻找美丽的一面，让人们更好地了解和适应气候变化。
如果结构超过一定尺寸，必须按规格确定针数，这必然会影响外观和外观。
因此，由温度等因素引起的一系列与钢筋混凝土结构有关的问题开始引起的关注。
对结构的热效应进行了研究分析。
超长时期的国内学者们都对这一问题进行了处理，希望能采取合理的措施来减少或消除转折点。
【关键词】超长钢筋；混凝土结构；温度应力；问题引言随着我国城市建设的发展，高层建筑发展迅速，超长建筑越来越多，但总的来说，结构越长，温度和收缩变形越大，建筑面积越大。
抑制内力，往往会导致结构开裂影响正常使用，因此超长混凝土结构的温度和收缩裂缝已成为结构领域的研究热点。
但是，在超长混凝土结构中，如果不进行合理的温度效应控制，则立柱和墙体等垂直构件会产生很大的温度内力，从而影响结构的承载力。
楼板可能会开裂并通过裂缝形成有害物质。
建筑物的防水性和结构耐久性非常不利，并影响建筑物的正常使用。
因此，减小温度抗力的影响是长期结构设计中的一个关键问题。
1.温度应力问题的特点从结构本身来看，长期结构对发展中国家将产生两种不利影响。
首先，超长混凝土在连续灌溉下的收缩和含水率会导致水泥体积的不平衡变化，导致大型水泥结构的裂缝。
大型混凝土结构，由于水泥和水的热循环缓慢。
热直接导致不同部件的温差增大，进而导致解体，第二个原因是环境温度的变化可能导致部件的热膨胀和收缩，导致部件之间变形和运动的不平衡，从而增加超高压的阻力快速混凝土结构。
这两个方面的不利影响主要原因是长期固有的温度变化。
温度反力是指结构或构件的变形受温度变化影响而产生的反作用力。
他们的设计和建造将继续沿用传统的常规做法，而不采取任何具体行动，这将对安全构成严重威胁。
结构，在严重情况下，结构甚至可能达到正常使用的极限而被破坏，超出了功能范围，影响了结构的正常使用。
混凝土的长期收缩具有温度逐渐变化的特点。
混凝土超长结构温度应力分析全精通
混凝土超长结构温度应力分析全精通
一、分析原理
1.热应力原理：根据材料的线膨胀系数及温度差，可以计算出温度应力。
当结构受到温度变化的影响时，混凝土会产生相应的应力。
2.纵横向温度应力不平衡原理：由于混凝土超长结构的尺寸很大，在温度变化作用下，结构的不同部位会有不同的温度变形，从而引起不平衡的应力分布。
3.材料特性：混凝土作为一种复合材料，其特性会受到温度的影响。
根据材料的热学性能参数，可以计算出具体的温度应力。
二、分析工具
混凝土超长结构温度应力分析通常使用有限元分析方法进行求解。
有限元分析是一种针对复杂结构的数值计算方法，可以较为准确地模拟结构的温度变化，并计算出相应的应力分布。
常用的有限元分析软件包有ANSYS、ABAQUS等，这些软件具有强大的计算能力和可视化效果，可以对混凝土超长结构进行全面的温度应力分析。
三、分析方法
1.平衡温度法：假设混凝土超长结构处于其中一温度状态下的平衡。
通过对结构进行瞬态热传导和力学分析，可以计算出结构在温度变化时的应力分布。
2.数值分析法：通过数值计算的方法，将混凝土超长结构划分为若干网格单元，根据其热传导和力学特性，计算出结构在不同温度下的应力变化。
3.经验公式法：根据混凝土的力学特性和温度变化规律，通过经验公式的方法来估计结构的温度应力分布。
这种方法相对简单，适用于一些简单结构和初步设计。
总结起来，混凝土超长结构温度应力分析对于工程设计来说是非常重要的一项工作。
通过深入了解分析原理、使用分析工具和熟练掌握分析方法，可以准确地评估结构的稳定性和安全性，为工程的设计和施工提供科学依据。
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。
某超长连体结构温度应力计算
某超长连体结构温度应力计算摘要：连接体刚性连接的连体结构，由于平面狭长会形成较大的温度应力，应进行温度应力计算。
通过计算得到连体结构在温度应力作用下的应力大小与分布，分析楼板的变形与应力。
最终可见温度应力带来的楼板配筋的增大不可忽略，设计时应针对温度应力，采取相应的计算，构造加强措施。
关键词：连体结构；温度应力；温差连体结构因其独特的建筑造型而备受建筑师的喜爱，但由于连接体结构一般为平面狭长结构，并且这种狭长并不能通过设置伸缩缝等方式进行处理，因此很难满足规范对于伸缩缝最大间距的要求[1]。
连接体属于受力复杂结构构件，且结构超长，有必要对楼板温度应力进行计算分析。
一、楼板温度应力分析本工程地下一层，地上北塔12层和南塔15层，北塔五层及以上楼层与南塔同标高同层数，五层以下楼层，北塔为4层层高分别为6m、5m、4.5m、4.5m，首层相对建筑标高为±0.000，南塔为7层（相较于北塔多三层，这里以北塔楼层数作为计数层数，南塔多出的三层以夹层计数），每层层高均为3m，首层相对建筑标高为-1.000m。
两栋塔楼在7F-ROOF用连接体采用强连接方式连成一个整体。
连接体为下承式桁架，桁架跨度为30.450m，连接体每层高度均为4.5m。
塔楼平面尺寸详见表1。
结构立面及平面示意图如下图1、图2、图3所示。
连接体及相临一跨楼板厚度为150mm，其余楼板板厚为120mm。
结构梁板混凝土强度等级采用C30，钢筋采用HRB400。
由于连接体与塔楼之间采用刚性连接，因此，两塔楼之间通过连接体实现变形协调。
利用YJK软件对楼板中震下温度应力进行计算，7F-10F以全层考虑温度荷载，全层楼板属性采用弹性膜(仅计算温度应力时，其余工况仅连接体部分设置为弹性膜单元)，11F-ROOF由于东西方向收进，因此仅连接体考虑温度荷载(仅连接体部分设置为弹性膜单元)。
这里分别以7F和ROOF温度应力计算为例。
图1 结构立面示意图图2 7F结构平面示意图图3 ROOF结构平面示意图表1 塔楼体型表二、温度作用取值由于季节温差作用于结构的时间更长且影响更大，这里不考虑骤降温差与日照温差的作用，温差计算过程如下。
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。
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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。
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。
《台州市住宅工程质量通病防治导则》(台建规[2011]202号5.1.3 房屋伸缩缝设置间距应控制在规范规定范围之内,当框架结构房屋长度为40m~55m中部未设伸缩缝及后浇带时,应加强纵向配筋构造措施;当房屋长度55m~80m中部未设缝时应设置后浇带并加强纵向配筋构造措施;房屋长度80m以上时应设缝,未设缝时应进行温度应力计算,并按计算结果采取可靠的防裂措施。
2.2温度作用计算的依据以前规范对温度作用的计算方法没有明确的规定,可在实际工程尤其是超长的大跨空间结构商业综合体、超长地下室等的应用越来越广泛,温度工况和分项系数等的取值也是仁者见仁、智者见智。
为适应这一发展需要,现行国家规范《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012增加了温度作用计算的相关内容,为温度作用的计算提供依据,其要点总结如下:由于统计上的不确定性和时间变化,温度作用一般都有一个区间概念,如结构合拢温度是一个区间,结构使用过程中温度也是一个区间。
结构温度作用计算需要考虑两种工况:最大升温工况和最大降温工况,最大升温工况是最高平均温度与最低初始温度的差值,最大降温工况是最低平均温度与最低初始温度的差值。
2.2.1结构最高平均温度和最低平均温度的确定结构最高平均温度和最低平均温度分别由最高、最低基本气温确定。
“对暴露于环境气温下的室外结构,结构最高平均温度和最低平均温度一般可分别取基本气温最高值和最低值”,对温度变化敏感的金属结构(如钢结构,还要考虑昼夜气温变化对基本气温进行适当放大;对室内结构,结构最高平均温度和最低平均温度可依据室内和室外的环境温度按热工学的原理确定,当仅考虑单层结构材料且室内外环境温度类似时,可近似地取室内外环境温度的平均值。
2.2.2结构合拢温度的确定结构设计时一般要明确结构合拢温度,也就是最高和最低初始温度,一般和施工时间有很大关系,但设计不可能等到施工那一天才进行温度作用计算,因此需要预定一个合拢温度区间。
这个温度区间应尽量对施工时温度有合理预见,使施工单位有实施可能性,即应考虑施工的可行性和工期的不可预见性。
区间不能太小,否则施工没法保证。
温度区间也不能太大,否则温度作用预估过大。
在没有确切资料的情况下,规范给出了合拢温度区间的量化取值建议,即在最高、最低的基本气温区间内按3:4:3的比例划分,中间40%的区间值即为合拢温度区间。
混凝土结构的合拢温度一般可取后浇带封闭时的月平均气温,钢结构的合拢温度一般可取合拢的日平均温度,但当合拢时有日照时,应考虑日照的影响。
实际施工时的合拢温度的核定可取结构合拢当日的日平均气温。
2.2.3温度作用的分项系数和组合值系数规范给出了温度作用分项系数和组合值系数建议值,即分项系数按可变荷载取1.4,组合值系数取0.6。
三、温度作用计算软件应用1.计算条件:本工程采用PMSAP(2010 版分析温度荷载对裙房屋面梁、板、柱的影响。
计算模型:导入PMCAD模型计算温差:±5℃以下为温度荷载的输入参数:2.计算结果及分析:1.楼板计算结果:1 无塔楼约束区域板面温度应力为1.2MPa左右,采用附加拉通钢筋抵抗温度应力作用。
取1m板带计算如下:As=As,=153mm2,为板底板面所需附加拉通钢筋。
2 有塔楼约束区域板面温度应力为1.8MPa左右,采用附加拉通钢筋抵抗温度应力作用。
取1m板带计算如下:As＝As，＝280mm2，为板底板面所需附加拉通钢筋。
温度应力局部区域有变化，采用上述同样方法换算成普通钢筋。
2．梁计算结果由于屋面梁需考虑裂缝，经比较，均为裂缝计算结果控制配筋。
温度作用使多跨度梁产生较大轴力，一般无塔楼约束区域中间梁轴力达 700kN 左右，有塔楼约束区域中部梁轴力达800kN 左右，洞口附近和剪力墙角处应力集中，最大的梁轴力达 1400kN。
通过换算中间跨采用N4Φ 20 的腰筋，局部轴力较大处腰筋计算确定。
3.柱计算结果柱PMSAP 计算配筋与 SATWE 相比，主要是塔楼周边的柱子纵筋增大，无塔楼约束区域与 SATWE 计算结果相同。
四、温度作用计算工程实例：星光耀广场 A 地块6#楼温度应力计算书：本项目 6#商业楼位于台州市路桥区路北街道，地块东至银座北街，南至腾达路，西至会展东路，北至双水路。
为 1 栋 5 层商业楼，结构总高度 25.4 米，南北长约 188m，东西宽约 104m，为双向均超长的框架结构。
本工程分析主要考虑主体合拢后(即后浇带封闭后的情况，由于平面较长，温度应力影响较大，为避免单方面“抗” 的方式造成浪费，在屋面结构中部设置双梁诱导缝，以释放部分温度应力。
封闭前各部分面积在规范规定不设缝范围内，此时温差引起的应力较小，可以忽略不计；当后浇带封闭后，整个区域作为一个整体进行剩余的收缩变形和抵抗季节温差作用。
根据台州当地气象环境，一般选取 30 年一遇月平均最高气温和月平均最低气温。
初始温度选取后浇带合拢时室外空气温度为准。
收缩当量温差考虑为永久收缩和合拢时收缩差值温度等效值。
季节温差和当量温差相加为混凝土最终温差。
根据气象局及《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012提供的资料，初定台州地区的月平均最高气温为 36℃，月平均最低温度-2℃，混凝土收缩当量温差 15℃（专家意见：考虑后浇带等措施后折减系数采用 0.4），后浇带合拢温度约为 10℃，计算取为 10℃。
在软件计算中，温度取值为：降温为-18℃（-2-10-15X0.4=--18℃），升温为 8℃（36-10-15=11℃）。
根据《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012 要求，温度效应分项系数取值为 1.4，组合值系数为0.6。
同时考虑到徐变对内力的影响，取徐变折减系数为 0.3。
五、一些常见误区及认识： 5.1 混凝土结构伸缩缝间距增加的措施目前的建筑（尤其是公共建筑）体量均较大，超长情况较多，如何合理设置伸缩缝间距是结构工程师经常要面对的问题。
工程实践表明，采取有效的综合措施，伸缩缝间距可以适当增大。
这些措施主要包括：采用后浇带、控制缝等施工措施，加强浇筑后的养护；采用补偿收缩混凝土、设置膨胀加强带；采用专门的预加应力或增配构造钢筋的措施等。
需要注意的是：后浇带仅能减少施工阶段温度变化和混凝土收缩的影响，不能减少使用阶段温度变化的温度应力，合理设置后浇带并有可靠经验时可适当加大伸缩缝的间距，单一般不可用后浇带替代伸缩缝。
5.2 特殊结构的温度作用对于大型结构来说，温度场仅是一个相对均匀的场，不可把所有构件一概而论都取同样的温度作用。
比如，室外构件可以认为承受大气环境温度场，而室内构件则不同，它承受的温度变化幅度一般要较室外构件小；室内构件，有采暖和无采暖时的温度变化幅度不同，屋顶天窗处可以受到阳光直射的钢构件和阳光无法照射的构件也不同；即便是阳光直射的构件，其迎光面和背光面有时也会形成梯度较大的温差。
因此，对于此类工程应该根据经验把不同区域的构件区别对待，必要时也可借助 CFD 数值模拟方法进行温度场分析，以指导设计时温度作用的取值。
5.3 考虑施工阶段的暴晒时的温度作用施工周期较长的大跨度钢结构，由于屋面维护没有安装，考虑到太阳暴晒的影响，施工阶段的温度极大值有可能超过使用阶段的最高值。
这时，结构的最高平均温度应予以适当增大，具体的增大数值严格地讲和结构朝向和表面材料的颜色均有关系，规范给出的建议是根据表面颜色和朝向增加 2～15℃，也有一些专家认为增加 20℃为宜。
需要指出的是，进行构件验算时，考虑施工阶段暴晒的温度作用可仅与自重进行组合，而不必与活荷载、风荷载和地震作用同时组合，否则可能会带来不必要的浪费。
结构使用阶段的温度作用应正常组合。