超长框架结构的温度应力分析
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一
该部分结构长 １ ２ ４ ． ５ ｍ， 宽９ ９ ． ３ ｍ， 为钢 筋混凝 土框架结 构 。 长不大于 １ ． ０ ｍ划分 网格 ， 壳单元与杆单元协调变形 ， 共 同工作 。 为 了造型 和采光需 要 ， 中 间医疗间开 有 ４个 １ ６ ． ８ ｍ ｘ １ ０ ． ７ ｍ 的 洞， 入 口处有一个 ２ ５ ． ２ ｍ× ２ ３ ． ４ ｍ 的采光 天井 ， 靠近北部 主楼一
关键词 ： 超长结构 ， 伸 缩缝 ， 温度应 力， 温 度裂 缝 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ３ ７ ５ ． ４ 文献标识码 来自 Ａ １ 工程 概况
近年来 ， 兴建 了大 批超大 型公 共建 筑 ， 如停 车库 ， 候 车厅 ， 医 院等。这些超大型建筑 的尺 度远远 超过 了混 凝土规 范规 定 的伸
超 长 框 架 结 构 的 温 度 应 力 分 析
童 菊仙
摘
陈
曙
４ ３ ０ ０ ７ ０）
（ 中南建筑设计院股份有限公司， 湖北 武汉
要： 针对超长钢筋混凝土结构在温度变化时聚集较大温度应力 ， 在降温时极易产生结构裂缝 ， 导 致漏水 ， 钢筋锈 蚀等影 响结构
寿命的现象 ， 详细阐述 了一实例 工程 的计算分析过程、 构造措施和施工措施 ， 并对超长结构的设计和施工提 出了较好 的意见和建议。
造型 的需要结 构不设 缝 。
５℃ ， 月平均最高气温 Ｔ ｍ ＝ ３ ７℃。考虑建 筑外保 温作用及 建
侧有 ２个洞 口， 且平面有较大 的凹入。为了保证 结构 的整体性 和 筑 内部空调作用 ， 取结构最高平均温度 … ＝３ ０℃ ， 结构最低 平
均 温 度 ； ＝１ ０ ｏ Ｃ。
措施 。
本文通过对一超 长混凝 土框 架结构 的计 算和构 造来 讲述 超 ２ 结构计 算 采用 Ｅ ｔ ａ ｂ ｓ 计算软件 ， 建 立整体模 型， 进行受力性 能分析 。框 架梁柱采用杆单元 ， 楼板采用壳单元模拟 。壳单 元按控制 最大 边 温度作用 分析 的参数 取值 ： 武汉 市 月 平 均最 低 气 温 ． ＝
结构 的最大温降工况 ： 对底板反力 ｇ进行修 正 ， 也 就是计 算最大 弯矩 时 ， 按 照 修 正后 的
增加而增加的情况 。
出现这种情况 的原 因在 于随着底 板厚度 的增加 ， 其抗弯 刚度 反力 （ １ 一 ） ｇ进行计算 。 越来越大 ， 因此 它和混 凝 土基础 之间 的变形协 调能 力 随之减少 。 这样 ， 在保 证工程项 目设 计速 度 的同时 ， 又 可 以使 钢 柱底板 由此导致 了随着底板厚 度的增加 ， 其最 大理论弯 矩值 与模拟 值之 的厚度也得到折减 ， 节约了钢 材 ， 降低 了总造价 ， 减少 了底 板加工
该工 程主体结构设计使用年 限为 ５ ０年 ， 根 据《 建 筑结构荷 载 过６ ０ ｍ） ， 基 本雪 压 ０ ． ５ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ （ ｎ＝５ ０年 ） 。根据 该 规 范附 录 Ｅ ． ５ ， 武汉 市 月 平 均 最 低 气 温 Ｔ ｍ ＝ 一５℃ ， 月 平 均 最 高气 温
第３ ９卷 第 ２ ３期
・
３ ６・
２ ０ １ ３ 年 ８ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨⅡＩ ＥＣ Ｔ Ｕ ＲＥ
Ｖ０ ｌ ｜ ３ ９ Ｎｏ ． ２ ３ Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ － ０ ０ ３ ６ — ０ ２
２ ］ 赵建 昌． 混凝土结构设计原理 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国铁 道 出版社 ， 在计算底 板厚度 时 ， 底 板反力折 减系数 ＂可 以直接通过表 ５ ［
查 出， 对于表 中没 有给 出的底板 厚度 ， 可以 由内插 法得 到。然后
２ ０ｏ ４．
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ
间 的差值越来越大 。 难度 ， 加快 了工程进度 ， 同时还可 以保证结构 的安全 。 参考文献 ：
４ 结语
１ ］ 陈全红 ， 赵建 昌． 钢柱 、 柱脚底板 、 混凝 土基 础三者相 互作用 建议将钢 柱底 板的设计 计算 在现有计算 方法 的基 础上 ， 对底 ［ 研 究［ Ｊ ］ ． 钢结构 ， ２ ０ ０ ７ （ １ ０ ） ： ２ ３ ． ２ ７ ． 板反力进行折 减。
往都不设伸缩缝 ， 而是通过施工措施和温度 计算来减 小或者抵 抗
温度应力 。 长结构 的设计构造措施 。该工程位 于武汉市郊 ， 为一 大型综 合医 院的裙房部分 ， 见图 １ 。
０ ． １ ０ ２ ｇ ， 相 当 于按 略 高 于 ７度 考 虑地 震 作 用 ， 按 ７度考 虑 抗 震
Ｔｍ ＝３ ７ ｏ Ｃ。
后浇带合龙时的月平均温度 取 １ ５℃ 一 ２ ５℃ 。即结构最低初 结构 的最大温升工况 ：
ＡＴ Ｋ ＋ ＝３ ０—１ ５＝１ ５ ｏ Ｃ。
规范 》 武汉地 区基本风压为 Ｗ ｏ ＝ ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ （ ｎ ＝ ５ ０ 年， 高度 不超 始平均温度 Ｔ ｏ ＝１ ５℃ ， 最高初始平均温度 ｒ ０ ． ＝ ２ ５℃。
根据《 建筑抗震设计规范》 的规定 ， 武汉地 区基本 设防烈度 为
６度 。根据《 建筑工程抗震设 防分类 标准 》 ， 该 项 目的抗 震设 防类 别应划为重点设防类。按当地政府令 ， 本 工程必须进 行专 门的地
震安全性评价工作 。根据地震安全性 评价 的结 果 ， 地 震加速度 为
缩缝 最大间距 。为 了保证建筑造型或结 构 的整 体性 ， 这些结构 往
该部分结构长 １ ２ ４ ． ５ ｍ， 宽９ ９ ． ３ ｍ， 为钢 筋混凝 土框架结 构 。 长不大于 １ ． ０ ｍ划分 网格 ， 壳单元与杆单元协调变形 ， 共 同工作 。 为 了造型 和采光需 要 ， 中 间医疗间开 有 ４个 １ ６ ． ８ ｍ ｘ １ ０ ． ７ ｍ 的 洞， 入 口处有一个 ２ ５ ． ２ ｍ× ２ ３ ． ４ ｍ 的采光 天井 ， 靠近北部 主楼一
关键词 ： 超长结构 ， 伸 缩缝 ， 温度应 力， 温 度裂 缝 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ３ ７ ５ ． ４ 文献标识码 来自 Ａ １ 工程 概况
近年来 ， 兴建 了大 批超大 型公 共建 筑 ， 如停 车库 ， 候 车厅 ， 医 院等。这些超大型建筑 的尺 度远远 超过 了混 凝土规 范规 定 的伸
超 长 框 架 结 构 的 温 度 应 力 分 析
童 菊仙
摘
陈
曙
４ ３ ０ ０ ７ ０）
（ 中南建筑设计院股份有限公司， 湖北 武汉
要： 针对超长钢筋混凝土结构在温度变化时聚集较大温度应力 ， 在降温时极易产生结构裂缝 ， 导 致漏水 ， 钢筋锈 蚀等影 响结构
寿命的现象 ， 详细阐述 了一实例 工程 的计算分析过程、 构造措施和施工措施 ， 并对超长结构的设计和施工提 出了较好 的意见和建议。
造型 的需要结 构不设 缝 。
５℃ ， 月平均最高气温 Ｔ ｍ ＝ ３ ７℃。考虑建 筑外保 温作用及 建
侧有 ２个洞 口， 且平面有较大 的凹入。为了保证 结构 的整体性 和 筑 内部空调作用 ， 取结构最高平均温度 … ＝３ ０℃ ， 结构最低 平
均 温 度 ； ＝１ ０ ｏ Ｃ。
措施 。
本文通过对一超 长混凝 土框 架结构 的计 算和构 造来 讲述 超 ２ 结构计 算 采用 Ｅ ｔ ａ ｂ ｓ 计算软件 ， 建 立整体模 型， 进行受力性 能分析 。框 架梁柱采用杆单元 ， 楼板采用壳单元模拟 。壳单 元按控制 最大 边 温度作用 分析 的参数 取值 ： 武汉 市 月 平 均最 低 气 温 ． ＝
结构 的最大温降工况 ： 对底板反力 ｇ进行修 正 ， 也 就是计 算最大 弯矩 时 ， 按 照 修 正后 的
增加而增加的情况 。
出现这种情况 的原 因在 于随着底 板厚度 的增加 ， 其抗弯 刚度 反力 （ １ 一 ） ｇ进行计算 。 越来越大 ， 因此 它和混 凝 土基础 之间 的变形协 调能 力 随之减少 。 这样 ， 在保 证工程项 目设 计速 度 的同时 ， 又 可 以使 钢 柱底板 由此导致 了随着底板厚 度的增加 ， 其最 大理论弯 矩值 与模拟 值之 的厚度也得到折减 ， 节约了钢 材 ， 降低 了总造价 ， 减少 了底 板加工
该工 程主体结构设计使用年 限为 ５ ０年 ， 根 据《 建 筑结构荷 载 过６ ０ ｍ） ， 基 本雪 压 ０ ． ５ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ （ ｎ＝５ ０年 ） 。根据 该 规 范附 录 Ｅ ． ５ ， 武汉 市 月 平 均 最 低 气 温 Ｔ ｍ ＝ 一５℃ ， 月 平 均 最 高气 温
第３ ９卷 第 ２ ３期
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３ ６・
２ ０ １ ３ 年 ８ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨⅡＩ ＥＣ Ｔ Ｕ ＲＥ
Ｖ０ ｌ ｜ ３ ９ Ｎｏ ． ２ ３ Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ － ０ ０ ３ ６ — ０ ２
２ ］ 赵建 昌． 混凝土结构设计原理 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国铁 道 出版社 ， 在计算底 板厚度 时 ， 底 板反力折 减系数 ＂可 以直接通过表 ５ ［
查 出， 对于表 中没 有给 出的底板 厚度 ， 可以 由内插 法得 到。然后
２ ０ｏ ４．
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ
间 的差值越来越大 。 难度 ， 加快 了工程进度 ， 同时还可 以保证结构 的安全 。 参考文献 ：
４ 结语
１ ］ 陈全红 ， 赵建 昌． 钢柱 、 柱脚底板 、 混凝 土基 础三者相 互作用 建议将钢 柱底 板的设计 计算 在现有计算 方法 的基 础上 ， 对底 ［ 研 究［ Ｊ ］ ． 钢结构 ， ２ ０ ０ ７ （ １ ０ ） ： ２ ３ ． ２ ７ ． 板反力进行折 减。
往都不设伸缩缝 ， 而是通过施工措施和温度 计算来减 小或者抵 抗
温度应力 。 长结构 的设计构造措施 。该工程位 于武汉市郊 ， 为一 大型综 合医 院的裙房部分 ， 见图 １ 。
０ ． １ ０ ２ ｇ ， 相 当 于按 略 高 于 ７度 考 虑地 震 作 用 ， 按 ７度考 虑 抗 震
Ｔｍ ＝３ ７ ｏ Ｃ。
后浇带合龙时的月平均温度 取 １ ５℃ 一 ２ ５℃ 。即结构最低初 结构 的最大温升工况 ：
ＡＴ Ｋ ＋ ＝３ ０—１ ５＝１ ５ ｏ Ｃ。
规范 》 武汉地 区基本风压为 Ｗ ｏ ＝ ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ （ ｎ ＝ ５ ０ 年， 高度 不超 始平均温度 Ｔ ｏ ＝１ ５℃ ， 最高初始平均温度 ｒ ０ ． ＝ ２ ５℃。
根据《 建筑抗震设计规范》 的规定 ， 武汉地 区基本 设防烈度 为
６度 。根据《 建筑工程抗震设 防分类 标准 》 ， 该 项 目的抗 震设 防类 别应划为重点设防类。按当地政府令 ， 本 工程必须进 行专 门的地
震安全性评价工作 。根据地震安全性 评价 的结 果 ， 地 震加速度 为
缩缝 最大间距 。为 了保证建筑造型或结 构 的整 体性 ， 这些结构 往