浅谈超长结构温度应力分析
超长结构的温度应力分析
超长结构的温度应力分析摘要：超长结构是指长度超过100米的建筑物或工程结构，如桥梁、高层建筑、风电塔等。
在超长结构的设计、施工和运营中，温度应力是必须考虑的重要因素，温度应力是由于结构受到温度变化而引起的内部应力，可能导致结构变形、开裂和破坏等问题。
因此，超长结构的温度应力分析是建筑物和工程结构安全性能评估的重要内容之一，设计师需要综合考虑结构物的材料、设计、施工和维护等多个方面的因素，才能够得出合理可靠的结论。
在超长结构的设计和施工过程中，需要重视温度应力的影响，以此来进一步提高工程质量和建筑安全性。
关键词：超长结构；温度应力；实例探究引言：材料的热膨胀系数会随着温度的变化而改变，当材料受到温度变化时，热膨胀导致材料发生热应力，可能对材料和结构造成破坏。
对于超长结构，如大型风力发电机转子、船舶主机轴等，受到温度变化的影响更明显，因为它们的长度更长，在温度变化时产生的热应力更大。
温度应力分析能够帮助工程师确定超长结构的工作温度和材料的热膨胀系数，以便设计出更加可靠和安全的结构。
另外，温度应力分析还可以帮助评估结构材料的寿命和可靠性，保证结构的安全和可持续使用。
因此，对超长结构的温度应力分析具有重要的意义。
一、超长结构的温度应力分析方法（一）理论分析法理论分析法是一种常用的温度应力分析方法，它利用经典力学原理和材料力学理论来建立超长结构的温度应力解析模型，并通过数学方法对结构的应力分布进行求解。
与其他方法相比，该方法具有计算速度快、精度较高等优点。
但是，该方法对结构形状和材料参数等方面的要求较高。
在进行温度应力分析时，需要考虑结构的几何形状、材料参数、外界温度场以及结构内部的温度场等因素。
其中，外界温度场是温度应力分析的关键因素之一。
外界温度场的变化会直接影响结构的温度分布和应力分布，因此需要对其进行准确的测量和分析。
超长结构的温度应力分析通常通过等值应力图来展示结构的温度应力分布情况。
等值应力图可以直观地反映结构的温度应力分布情况，为优化结构设计和加强结构的安全性提供了理论依据和指导。
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。
超长结构温度应力计算探讨
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。
某超长不设缝框架结构楼板温度应力分析
某超长不设缝框架结构楼板温度应力分析摘要混凝土框架结构梁柱对楼板约束较小，在温度荷载作用下，混凝土楼板变形比较大，严重时可能会出现贯通性裂缝，降低结构使用年限，并影响建筑安全。
超长不设缝框架结构由于附加温度应力过大，存在着较大的开裂风险，必须要对楼板的温度应力进行分析。
本文首先在理论角度对结构设计综合温差展开了论述，后结合某一工程实例用madis gen软件展开了计算分析，最后根据具体的计算结果对降低超长不设缝框架结构楼板温度应力的具体设计方法进行了总结。
关键词框架结构；温度应力；结构板1 引言根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）第8.1.1的规定，由于结构会在温度作用下产生附加温度应力，因此对于超过规范限值的结构，宜设置永久的变形缝。
然而，从建筑角度来看，永久的变形缝会在一定程度上对建筑的使用功能造成不良影响。
在对建筑功能或者外立面有较高要求的建筑中，业主往往会提出不设缝的要求。
对于此类项目，应对楼板温度应力进行计算分析，避免温度应力过大成较大的结构裂缝，从而影响建筑的外观与使用功能。
基于此种情况，本文对某一沿街商业综合体项目结构楼板展开具体研究与分析。
2 工程概况本工程位于成都地区，季风明显，四季分明。
基本设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类，结构形式为框架结构，结构的长为92.4m，宽为30.6m，长度远远超过规范规定的55m限值要求。
结构共计4层，一、二、三层层高为4.5m，四层为3.3m，结构板厚在120-150mm的范围,建筑内部存在局部开洞情况。
3 结构设计综合温差的主要类别3.1 季节温差随着季节的改变，温度不断变化，作用在建筑物上的应力也在连续变化。
季节温差可定义为建筑物在不同季节遭受的温度差。
季节温差具有作用时间长、温差变化大、周期性循环的特点，是整体温差计算的基础。
混凝土结构具有导热慢、散热慢的特性，热量在建筑物中停留时间较长，结构内部的温度变化缓慢。
超长混凝土框架结构厂房的结构设计及温度应力分析
超长混凝土框架结构厂房的结构设计及温度应力分析摘要：随着工业技术的不断发展和城市化进程的加速，超长混凝土框架结构厂房在工业领域中扮演着至关重要的角色。
然而，这种特殊结构的设计和温度应力分析仍面临诸多挑战。
本文以超长混凝土框架结构厂房为研究对象，旨在探讨其结构设计及温度应力分析，为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴，以确保这类建筑物的安全稳定运行，同时也为未来的研究和技术进步提供指导和启示。
关键词:超长混凝土框架结构厂房；结构设计；温度应力分析引言超长混凝土框架结构厂房作为大型工业建筑的主要形式之一，在现代工业发展中起着重要的作用。
这种结构形式具有承重能力强、抗震性能好等优势，所以在许多领域得到了广泛应用。
然而，由于超长混凝土框架结构的特殊性，其结构设计和温度应力分析存在一定的困难。
在此背景下，本文将重点探讨超长混凝土框架结构厂房的结构设计及温度应力分析，以期为相关领域的工程师和研究人员提供参考与借鉴。
1.超长混凝土框架结构厂房介绍1.1结构特点超长混凝土框架结构厂房具有以下结构特点：其整体结构稳定性好，能够承受水平荷载和垂直荷载。
该结构采用混凝土作为主要材料，具有优异的抗压强度和耐久性。
此外，超长混凝土框架结构厂房在构件布置上灵活多样，能够满足不同空间需求。
同时，它还具有良好的抗震性能，能够有效减少地震对厂房的破坏。
此外，由于其特殊的结构形式和材料选取，超长混凝土框架结构厂房具有较大的自重和惯性力，进一步提高了其抗风能力。
因此，超长混凝土框架结构厂房能够满足大型工业建筑的需求，广泛应用于工业生产、仓储及物流等领域。
1.2应用领域超长混凝土框架结构厂房在多个领域广泛应用。
在制造业中，它可作为工厂和生产线的厂房，提供大空间、承重能力强的生产环境，适用于汽车制造、机械加工等行业。
在物流领域，可以用作仓库和物流中心，提供高效的货物储存和分配。
此外，超长混凝土框架结构厂房还在电力、电子、化工等工业领域广泛应用，为各种设备和工艺提供稳定、安全的场所。
大空间超长框架结构温度应力的
02
03
自由温度应力
指在没有外部约束的条件 下，由于结构内部温度变 化而产生的应力。
约束温度应力
指在外部约束条件下，由 于结构内部温度变化而产 生的应力。
热应变
指由于温度变化而引起的 结构形状变化。
温度应力产生原因
温差效应
由于大气温度、日照、环境等 因素导致的结构内外温差。
材料的热膨胀
材料在温度变化时会产生热膨胀， 从而引起内部应力的变化。
约束条件
外部约束条件如地基、支撑结构等 对结构产生的约束作用，当温度变 化时会导致约束温度应力的产生。
04
大空间超长框架结构温度应力特点
大空间超长框架结构温度应力分布规律
空间分布
大空间超长框架结构的温度应力分布不均匀，通常在结构的中部偏大，且最大值出现在结构的中部。
时间变化
随着季节和气温的变化，大空间超长框架结构的温度应力也会发生变化，表现为周期性和非线性。
结构变形
过大的温度应力可能导致 结构变形，影响结构的承 载能力和稳定性。
裂缝
长期承受温度应力可能导 致结构出现裂缝，影响结 构的耐久性和安全性。
震动和风载响应
温度应力可能改变结构的 自振频率和阻尼比，影响 结构的震动和风载响应。
05
大空间超长框架结构温度应力数值模拟 方法
有限元分析方法
线性有限元分析
04
THANKS
感谢观看
静态有限差分分析
基于差分方程，通过离散化求解连续结构的温度 应力和位移。
动态有限差分分析
用于模拟结构的瞬态行为，考虑时间依赖性和外 部激励的影响。
边界元法
利用边界积分方程和数值方法求解结构的温度应 力和位移。
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。
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。
超长结构楼板温度应力分析
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。
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：温度应力是超长混凝土框架结构需要考虑的重要问题。
结合大石桥市某项目，介绍了混凝土结构温度荷载对建筑的影响，采用有限元软件midas/gen8.0对超长结构温度效应进行了分析，并提出了相应的措施。
关键词：超长钢筋混凝土结构；温度应力0、引言目前，为了满足生活工作需要，我国的大型公共建筑逐渐增多，由此整个结构单体平面尺寸日益增大，形成了超长、超大建筑物。
如果这类建筑物采用钢筋混凝土结构，为满足美观、防水、保温等建筑功能，故长度超过了gb50010—2010《混凝土结构设计规范》所规定的伸缩缝最大间距。
因此，设计时必须认识超长结构的温度应力分布特点，才能做出合理的结构设计。
本文利用midas/gen8.0对某工程实例进行分析，以得出符合力学原理与工程实际的超长结构解决方案及措施。
1、工程概况本工程总尺寸为129.4m×57.8m，其中含有三部分，中间为主楼，左右两侧各有裙房一个。
主楼为地下一层，地上十六层的框架剪力墙混凝土结构，建筑总高度为71.4m；两侧裙房与主楼设缝断开。
主楼高层部分长为75.6m，宽为24m，长度超过了gb50010—2010 《混凝土结构设计规范》所规定的伸缩缝最大间距。
为减小施工阶段解决混凝土收缩引起的温度应力，设置两条后浇带，间距在30m左右。
故不考虑后浇带封闭前的温度应力影响。
2、温度作用取值2.1施工阶段预测分析：根据建设单位工期及工程实际，2011年7月中旬开始基础施工，120天完成主体施工，即2011年11月底完成主体施工。
预计：2012年4月中旬封闭后浇带。
2.2环境温度分析施工阶段环境温度确定：本工程于2012年4月封闭后浇带，即建筑合拢，此时月平均温度为10℃。
建筑合拢后于2012年11月采暖期开始前完成装修并投入使用。
此阶段（4月～11月）月平均温度最低为2℃，最高为33℃，故降温温差最大为-8℃，升温温差最大为+23℃。
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。
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浅谈超长结构温度应力分析
发表时间：2017-06-12T10:58:01.890Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：张国良[导读] 为了更好地实现使用功能、立面效果以及结构抗震性能，往往对超长结构少设或不设缝处理，此时就需对超长结构进行抵抗温度作用效应的分析。
山东省建筑设计研究院山东省 250000 摘要：随着我国经济飞跃发展，人们对建筑使用功能、立面效果的要求也越来越高，尤其是一些公共建筑正逐渐向大型化、舒适化发展。
超长的大型公共建筑也经常出现，常规设计需对超长结构设缝来减少温度应力影响，但设缝不仅会影响建筑的使用功能、立面效果，也可能影响结构的抗震性能。
为了更好地实现使用功能、立面效果以及结构抗震性能，往往对超长结构少设或不设缝处理，此时就需对超
长结构进行抵抗温度作用效应的分析。
[Abstract] With the rapid development of China's economy, people's requirements for the use of building functions and facades are becoming more and more high, especially some public buildings are gradually becoming larger and more comfortable. Long large public buildings also often appear, the conventional design to the super-long structure to reduce the temperature stress impact. In order to better realize the use function, the effect of elevation and structure seismic performance, tend to buy less of super-long structure without sewing processing, at this point we have to resistance to temperature effect analysis of super long structure.
关键词：超长结构；温度应力 [Key words] super-long structure，temperature stress 引言
随着结构分析方法的日益完善，建造水平的逐步调高，超长结构在现如今的工程中得到越来越广泛的应用，如何采取合理的构造措施及计算分析方法，确保超长结构的安全，成为现如今结构设计的一大热点，纵观目前超长结构设计方法，各地存在较大差异，近年来很多地区开始积极探索考虑混凝土收缩及温度作用对超长混凝土结构的影响，形成了可供工程实际应用的计算方法，并将其应用在实际工程中，已建成多个成功案例，应用效果良好，未出现由于裂缝所导致的工程问题。
一、超长混凝土结构发展概述
超长混凝土结构就是指结构不设置伸缩缝的长度超过了混凝土设计规范中所规定的长度的建筑。
实际工程中大多数结构都是超静定的，由于受到约束的作用，当结构受到温度变化而发生变形时，结构就会产生约束应力。
这种结构应力和混凝土的尺寸有关系，尺寸越大产生的应力越大，当应力值超过一定的限值后，就会在混凝土结构中产生裂缝。
比如我国的有关规范中给出对于处在土基的现浇钢筋混凝土露天结构水池的伸缩缝间距为20m，地下式结构为30m，并且规范中还给出如果有充分的依据或者可靠的措施，可以适当的增大伸缩缝的间距。
通常采用的措施主要是：采用能减小混凝土收缩的措施、混凝土浇筑时设置后浇带、运用预应力技术等。
二、工程概况
某高层住宅，地下2层，地上22层，结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用长螺旋钻孔灌注桩筏板基础，建筑平面尺寸为
63.5m×21.1m，属于超长结构，根据规范要求需进行温度应力分析，并采取相应的防裂措施。
三、结构分析模型
计算假定：结构地下层数为2层，结构地上层数为22层，采用线弹性分析。
梁、柱采用梁单元，墙、板采用板单元。
单元边长为1.0m，楼板均为弹性板，模型底部设为弹簧支座模拟地基土刚度。
根据地质报告地下车库基础持力层为粉质黏土，地基承载力为170kPa，输入基础刚度，考虑地基对基础底板的弹性支撑作用，地基竖向基床系数取为30000kN/m3，地基水平基床系数取为21000kN/m3，桩的水平刚度为10000kN/m3，传至底板上的水平刚度为2500kN/m3。
桩底土为粉质粘土，可塑-硬塑，基床反力系数取值为30000KN/m3，水平刚度为21000kN/m3，加上桩的水平刚度，则基础对底板的水平刚度取值为25000kN/m3。
计算模型如图1所示。
四、温度应力分析结果
1、基础底板应力分析结果
由于主楼部分剪力墙较多且筏板较厚，主楼下筏板X方向底板中部的应力分布在0.5-1.0MPa间，两端应力分布在0.2-0.6MPa间，主楼外与构造底板连接处的底板应力在1.0-1.5。
Y方向底板中部的应力应力分布在0.4-0.8MPa间，两端应力分布在0.2-0.4MPa间。
主楼外与构造底板连接处的底板应力在1.0-1.7。
故温度应力作用下：底板的应力按1.0MPa配置温度筋，筏板配筋率为0.28％，单面0.14％，小于筏板构造配筋，取在荷载作用下的配筋作为筏板配筋。
构造底板按1.7MPa配置温度筋。
防水板配筋率为0.48％，单面0.24％，300厚防水板配筋为Φ12@150，配筋率为0.25％。
2、各层楼板温度应力分析结果
楼板中应力自地下室顶板-屋面应力由大至小，其中地下室顶板应力最大，X方向应力范围1.0-2.2MPa，Y方向范围0.6-1.2MPa；一层楼板应力范围0.7-1.4MPa，Y方向自0.3-0.5MPa；地上二层X方向应力范围0.3-0.8MPa，Y方向范围0.2-0.3MPa；地上三层以上温度应力均小于0.4MPa。
根据楼板温度应力结果，需将温度钢筋增设在板中，按增加的配筋率，此应力与荷载作用组合后进行楼板配筋。
楼板应力较小（小于0.4MPa）的楼层，在无筋区域增设温度0.1％的温度钢筋。
五、应对温度应力的技术措施
超长结构的温度变化和混凝土收缩是一个不可忽略的问题，因此需要对施工技术提出一些技术要求以减少或避免这些因素对结构的不利影响。
主要提出以下几点要求：严格控制混凝土入模温度、水化热温升，里表温差及降温速率；宜将入模温度控制在32℃以下。
应在气温较低时浇注混凝土，同时采取降低骨料温度及搅拌混凝土时加入冰屑等措施，严禁现场加水。
混凝土浇筑前应对模板进行浇水，充分润湿。
混凝土浇筑时振捣时间适当加长，增加混凝土密实度，从而提高混凝土抗裂性能。
六、结语
综上，超长结构温度应力分析是一个较为复杂的问题，目前规范规程虽有一些关于温度应力方面的规定但都比较简要，所以在实际的工程应用中要结合结构分析模型，合理计算温度作用温差值，并通过有效的构造措施减少或消除温度作用效应，这样才能更好地实现安全、适用、经济、美观的结构设计理念。
参考文献
[1]崔建生.超长混凝土结构温度应力及预应力技术分析[D].天津大学,2014.
[2]俞彬,邹祖军,刘艺萍,尹麟.宁波金融地块超长混凝土结构温度应力分析[J].上海建设科技,2013. 【作者简介】张国良（1984-），男，山东济南人，工程师，从事建筑设计与研究。