超长混凝土结构温度应力分析
某新工科研发大楼超长结构温度应力分析
第4期（总第228期）0引言《混凝土结构设计规范（2015版）》（GB 50010-2010）[1]第8.1.1条规定了钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距，当间距增大较多时，温度变化会引起大部分混凝土构件产生较大的温度应力，造成楼板开裂，因此有必要通过结构计算找出温度作用对梁、板、柱内力变化的影响，并根据计算结果采取相应的施工和构造措施加强结构的抗裂能力。
1工程概况某新工科研发大楼位于福建厦门翔安区，设置1层人防地下室，地上结构采用框架-剪力墙体系，地上层数10层，最大檐口高度为49.25m ，从东到西的总长度为108m ，从北到南的总长度为39.6m ，不允许设置伸缩缝，建筑效果图见图1，图2为典型平面结构示意图。
图1建筑效果图图2典型平面结构示意图2温度作用分析结构温度效应主要包括局部温度效应和均匀温度效应。
通常可以通过建筑覆盖措施来避免局部温度效应的影响，均匀温度效应对结构的影响最大，这也是设计中最常考虑的问题[2]。
由均匀温度变化引起的温差主要是收缩当量温差和季节温差。
2.1收缩当量温差混凝土收缩来源于水泥浆的一系列物理-化学反应过程，水灰比大收缩大，收缩在60~90d 达到峰值。
本工程沿东西方向设置两条混凝土后浇带，后浇带在60d 后进行浇筑，混凝土已经完成部分收缩，参考《工程结构裂缝控制》[3]及《超大面积混凝土地面无缝施工技术规范》（GB/T51025-2016）[4]附录A.4.1，剩余的混凝土收缩可以换算成当量温差，相关计算公式如下：εy (t)=εy 0（1-e-0.01t）M 1M 2M 3…M 13（1）T y （t ）=εy （t ）/a（2）△T=［εy (∞)-εy (60)］/a（3）式中：εy （t ）为任意时间的混凝土收缩值；εy 0为标准试验状态下的极限收缩，取3.24×10-4；M 1、M 2……M 13为非标准条件的修正系数；T y （t ）为混凝土的收缩当量温度；a 为混凝土的线膨胀系数，取1×10-5。
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。
混凝土结构温度应力分析技术规程
混凝土结构温度应力分析技术规程一、前言混凝土结构温度应力是混凝土结构在温度变化过程中产生的应力。
对于大型混凝土结构如桥梁、水利工程、高层建筑等，温度应力的影响不容忽视。
因此，对混凝土结构的温度应力进行分析，可以为混凝土结构设计、施工、维护提供重要的参考依据。
本文将介绍混凝土结构温度应力分析的具体技术规程。
二、混凝土结构温度应力的产生原因混凝土结构在温度变化过程中，会因为混凝土的热膨胀系数大于钢材的热膨胀系数，导致混凝土结构产生温度应力。
同时，混凝土结构的形状和约束条件也会影响温度应力的大小。
温度应力的大小取决于混凝土结构的材料性质、几何形状、约束条件以及温度变化范围等因素。
三、混凝土结构温度应力分析的步骤1. 确定混凝土结构的材料性质首先，需要确定混凝土结构所使用的混凝土的材料性质，包括混凝土的弹性模量、泊松比、线膨胀系数、热膨胀系数等。
这些参数可以通过实验或者参考相关文献得到。
2. 确定混凝土结构的几何形状和约束条件其次，需要确定混凝土结构的几何形状和约束条件。
混凝土结构的几何形状包括截面形状、长度、宽度等参数；约束条件包括支座类型、支座刚度、约束方式等参数。
这些参数可以通过实测或者参考相关文献得到。
3. 确定混凝土结构的温度变化范围在确定混凝土结构的材料性质、几何形状和约束条件后，需要确定混凝土结构的温度变化范围。
温度变化范围一般包括最高温度和最低温度，可以通过气象数据或者实测数据得到。
4. 进行温度应力计算在确定了混凝土结构的材料性质、几何形状、约束条件和温度变化范围后，可以进行温度应力计算。
具体的计算方法可以采用有限元方法、弹性理论方法等。
5. 分析温度应力的影响最后，需要分析温度应力对混凝土结构的影响。
温度应力对混凝土结构的影响包括结构的变形、裂缝的产生、构件的承载能力等。
根据温度应力的大小和混凝土结构的特点，可以采取相应的措施，如增加混凝土结构的支座、增加混凝土结构的截面尺寸等。
四、混凝土结构温度应力分析中需要注意的问题1. 温度应力分析需要考虑混凝土结构的实际情况，如约束条件、温度变化范围等。
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应力研究与应用
２Ｏ ５
３０ ０
２ ７ ２ ７ １ ４ １ ３ １ ４ ． ２ ． ６ ２ ７ ． ５ ． ６ ． ５ ． ２ ． ９ ． ２ １ ４ １ ２ ． ６ ２ ７
２． Ｏ ２． １ ４２ １ ３９ １ ４ １ ３ｌ ．１ ２． Ｏ ２． ８ ９ ９８ ． ． ． ２ ． １ ６ ９ ９
缩 缝 设计成 为 一个 新 的技术 亮 点 。
槽， 有效 控 制 了 结构 的温 度 应 力 ， 收到 了很好 的工 程 效
果。
混 凝土 结构 温度 应 力是 一个 复 杂 的研 究课 题 ， 国 各
：
２工程 概 况
本 工程 为住 宅 小区 ， 包括 １ １栋 ３ 的高层 住 宅 、 ２层 １
；
地 下车库 部 分为 一层 。在 顶板 中 ， 用 塔楼 部分 与 纯地 利 下 室部 分之 间 的原有 高差 ， 量释放 顶 板在 高差 处 的伸 尽
缩变 形 ； 另外 ， 在顶 板 的适 当位 置再 补充 设置 伸缩 沟 ， 以
达 到 与高 差 类似 的效 果 ， 放 顶板 的温 度变 形 ， 释 降低 其
关键 词 ：超长混凝土结构； 温度应力； 伸缩凹槽
１引言
近 年来 我 国建筑 业 蓬勃 发展 ， 筑师 对 不 设缝 的 混 建
设缝 设 计实 例 进 行有 限元 分 析 ， 根据 计算 结 果 ， 分 利 充
用 塔 楼 与纯 地 下 室 的 高差 ，并在 适 当位 置设 置 伸 缩 凹
凝 土 结构 的长度 要求 越 来越 高 ， 超长 混凝 土 结构 不 设伸
４． ８℃ 。
３ ． ２简化模型分析
为 了明确各 因素 对温度 应 力 的影 响 ， 整体 模 型 中 取
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
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。
后浇带的设置对超长混凝土结构温度应力的影响
后浇带的设置对超长混凝土结构温度应力的影响超长混凝土结构常常会受到温度变化带来的应力影响，引发裂缝和变形等问题。
为了解决这一问题，工程实践中通常会采用后浇带的设置来减小温度应力对结构的影响。
本文将探讨后浇带设置对超长混凝土结构温度应力的影响。
后浇带是指在混凝土浇筑完成后，在一定时间内再次进行浇筑的带状区域。
通过在浇筑完成后迅速进行后浇，可以有效地减小混凝土结构的温度差异，从而减小温度应力的产生。
首先，后浇带的设置可以改善混凝土结构的温度分布。
在混凝土浇筑完成后，由于外界环境温度和混凝土内部的水化反应导致的自身温升，结构表面和内部温度会出现差异。
这种温差会引起混凝土的收缩和热应力的产生。
通过设置后浇带，在结构内部形成一个温度平衡区域，使得整个混凝土结构的温度分布更为均匀，减小温度应力的产生。
其次，后浇带的设置可以延缓混凝土的温度升高速度。
混凝土浇筑完成后，由于内部水化反应的热释放，结构温度会持续升高。
这种快速的温度升高会导致混凝土的收缩速度加快，从而引发温度应力。
通过设置后浇带，可以对混凝土进行适当的降温，延缓温度升高速度，减小温度应力的产生。
此外，后浇带的设置还可以改善混凝土的强度和耐久性。
在混凝土浇筑完成后，由于温度应力的作用，结构可能会出现裂缝和变形等问题，降低结构的强度和耐久性。
通过设置后浇带，可以减小温度应力对结构的影响，提高混凝土的整体强度和耐久性。
综上所述，后浇带的设置对超长混凝土结构温度应力的影响非常显著。
通过改善温度分布、延缓温度升高速度以及提高混凝土的强度和耐久性，后浇带的设置可以有效地减小温度应力对结构的影响，提高结构的安全性和可靠性。
因此，在超长混凝土结构的设计和施工中，合理设置后浇带是非常重要的一项措施。
混凝土板温度应力分析及控制方法研究
混凝土板温度应力分析及控制方法研究一、研究背景混凝土是建筑工程中最重要的材料之一，其具有高强度、耐久性和可塑性等优点，因此在建筑、道路、桥梁等领域得到广泛应用。
然而，混凝土构件在施工和使用过程中会受到各种力的作用，从而导致温度应力的产生，严重的温度应力会导致混凝土的开裂和损坏。
因此，混凝土板温度应力的分析及控制方法研究具有重要意义。
二、混凝土板温度应力的产生机理混凝土板在施工和使用过程中会受到温度的影响，当混凝土板的温度发生变化时，其体积也会发生变化，从而产生温度应力。
混凝土板的温度应力主要由以下两个方面产生：1.温度梯度引起的应力当混凝土板的表面和内部温度不同时，就会产生温度梯度，从而引起温度应力。
这种应力主要由混凝土板的热膨胀系数和温度梯度决定。
2.约束引起的应力混凝土板的约束条件也会引起温度应力。
例如，混凝土板与支座之间的约束就会引起温度应力。
由于混凝土的热膨胀系数较大，当混凝土板的温度变化时，其长度也会发生变化，从而产生约束应力。
三、混凝土板温度应力的分析方法为了准确预测混凝土板温度应力的大小和分布情况，需要进行混凝土板温度应力的分析。
目前，常用的混凝土板温度应力分析方法主要包括以下几种：1.经验公式法经验公式法是根据经验公式计算混凝土板温度应力的大小和分布情况。
这种方法简单易行，但其适用范围较小，只适用于一些简单的混凝土板结构。
2.有限元法有限元法是一种计算机模拟方法，可以较为精确地计算混凝土板温度应力的大小和分布情况。
这种方法需要进行大量的计算，计算量较大，但其适用范围广，可用于各种混凝土板结构的分析。
3.解析法解析法是一种基于数学分析的方法，通过对混凝土板温度应力的基本方程进行求解，得到混凝土板温度应力的大小和分布情况。
这种方法计算量较小，但其适用范围较窄，只适用于一些简单的混凝土板结构。
四、混凝土板温度应力的控制方法为了控制混凝土板温度应力的大小和分布情况，需要采取一些措施。
目前，常用的混凝土板温度应力控制方法主要包括以下几种：1.降低混凝土板的温度变化率降低混凝土板的温度变化率可以有效地控制混凝土板温度应力的大小和分布情况。
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。
超长结构计算温度应力对设计结果的影响
超长结构计算温度应力对设计结果的影响摘要：根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012，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。
本文将通过具体工程分析对比超长结构考虑了温度应力后钢筋用量的变化。
关键词：温度应力；超长结构；钢筋用量一、工程概况某酒店地下车库，单层层高4.5m,长x宽：81.6x36.6㎡，未设缝。
所处场地抗震设防烈度为8度（0.20g）第三组。
框架-剪力墙结构，楼板采用现浇钢筋混凝土楼板。
框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为一级。
结构平面图见下图。
1.温度应力计算1.基本气温气温是指在气象台站标准百叶箱内测量所得按小时定时记录的温度。
基本气温根据当地气象台站历年记录所得的最高温度月的月平均最高气温值和最低温度月的月平均最低气温值资料，经统计分析确定。
根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012附录E.5可查出工程项目所在地50年重现期的月平均最高气温Tmax 和月平均最低气温Tmin。
1.温度应力的计算整体结构分析软件：盈建科结构计算软件。
根据计算软件，程序假定采用杆件截面均匀受温、均匀伸缩的温度荷载加载方式。
在杆件两端节点上分别定义节点温差，从而定义了一根杆件的温度升高或降低。
这里的温差指结构某部位的当前温度值与该部位处于无温度应力时的温度值的差值。
程序中输入“最高升温”和“最低降温”两组温差，分别用以考虑结构的膨胀和收缩两组温度荷载工况。
进行温度荷载下的分析时，应该将温度荷载影响范围内的楼板定义为弹性膜，之后点选结构总体信息中的“计算温度荷载”，目前程序是按照线弹性理论计算结构的温度效应，对于混凝土结构，考虑到徐变应力松弛特性等非线性因素，实际的温度应力并没有弹性计算的结果那么大。
弯曲超长混凝土框架结构的温度应力研究
１ 前
言
２ 对 比模 型的建立及其有 限元分析
为ｒ 便于得到弯曲超长结构在其整体曲率变 化 的情 况下 温 度应 力 的特 点 ， 文 建 立 了 ５个 不 本
近几年来 ， 我国兴建了大量体育场馆 ， ｒ 为 满 足此类建筑在 功能上 的需要 和增 强结构 的整 体 性， 通常对此类框架不设或少设伸缩缝 ， 其长度超 过 了我国规范的规定 ¨ ， 由此形成 了大量的弯曲 超长混凝土框架结构。此类结构在使用阶段 的温 度 效 应 不 应 忽 视 ， 时 甚 至 可 以起 到控 制 作 用 。 有 所 以， 整体温度分析是超长结构直接面临的问题 ，
出５ 个长度相同而曲率不同的圆弧。然后根据轴 线径 向间距 ８０ ｒ ００ ｍ定出环向轴线 １２３５ ６７ ａ ， ，， ，，， 径 向为 ６ ， 向为 ２ 跨 。模型共 ５层， 跨 环 ０ 每层 的 层高均为４ ０ ｒ ００ ｍ。由此得 出 ５个整体 曲率不 同 ａ 的框架模型。此 ５个模型的梁柱截面尺寸和板厚
Ａｂ ｔａ ｔ Ｐ ｏ ｉｉｎ ｎ ｅｇ ｔ ｄｆ ｒ ｎ Ｅ ｄ ｌ ｏ ｕ ｖ ｔｒ ｒ ｏ ａ ｅ ｓｒ ｃ ｒ ｖｓｏ ｓ ｏ ｉｈ ｉ ｅ ｅ ｔＦ Ａ ｍｏ ｅ ｓ ｆ ｃ ｒ ａｕ ｅ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｔｅ ｓ ａ ｅ ｄ ｓ ｆ ｎ ｈ ｒ ｌ ｓ ｓ ｒ ｉ ｒ — ｃ ｓｅ ． Ｆｎ ｌ ｕ ｓｄ ｉ ａｌ ｙ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｕ ｔ ｆ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ｒ ｌｓｒ ｓ ｏ ｕ ｖ ｄ ｓ ｐ ｒ— ｌ ｎ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｓ ｆｒ ａ ｃ ｒｅ ｕ ｅ ｓ ｅ ｏ ｇ ｓ ｕ ｔｒ ， ｒ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｏ ｈ ｒ ｌｓ ｅ ｓ ｒ ｄ ｃ ｏ ｎ ｏ ｔ ｌａｅ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｎｒ ｒ ｒ ｖｄ ｄ，ａ ｄ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｔ ｎ ｎ ｄ ｓｇ ｉ ｇ ｏ ｉ ｌ ｒ ｉ ｏ ｎ ｅ ｏ ｎ ａｉ ｓ ｏ ｅ ｉｎ ｎ ｆｓｍｉ ｏ ｒ ａ
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℃。
超长混凝土结构的温度应力问题研究
７ ４ Ｉ 蓝 ％ 让计 菅 理ｌ ２ ０ １ ３ 年第 ８ 期
较大 的增加 ，同 时温 度 应 力在 有剪 力墙 的楼 跨 那 里更 是 出现 了明显 的剧 增现 象 。经 过有 限元 的分
由图 ８的模 型纵 向整体变形 图可 知 ， 变 形不动 点仍 出现 在结构 的 中间部位 ， 结构 的两 端还 是产生 了最 大 的侧 移 ， 但 由于 纵 向剪 力 墙 的存在 ， 其 总体 的侧移 变形有 了一定程度 的减 小 。 相对于前 面两个 模型而 言 ， 剪 力墙的布 置会使 结构 的抗侧 刚度有 明 显 的提 高 ， 这大 大加 强 了竖 向构件 的约束 。 在 结构 的长 度方 向满 布 剪力 墙会 大 大提 高 结
中图分类号： Ｔ Ｕ５ ２ ８
文献标志码 ： Ａ
文章编号： １ ６ ７ ３ — １ ０ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ ． ０ ０ ７ ４ ． ０ ３
０ 引言
工程 界所 普遍 关注 的一个 重要 问题 是 混凝 土 结 构 的温 度应 力和 收 缩变 形 问题 。混 凝土 结 构 中
拉 伸 应变 ，所 采 取 的措施 有提 高 混凝 土 强度 和配 筋 率 。另一种 是 减 小混凝 土 结构 的温 度 应力 的影 响范 围 ，所采 取 的措 施有 设 置永 久 收缩 缝和 施 工
后浇缝 。
２ 计算温差 的确定
混 凝 土 的大 面 积 变 形 的主 要 原 因 为 混 凝 土 的收缩 和 温 度 变 化 ， 因此 在 对 结 构进 行 温 度 应 力 的分 析 时要 同 时 考 虑 温 度 的变 化 和 混 凝 土 收缩 的影 响 。影 响 混 凝 土 收缩 变 形 的 因 素有 添 加 剂 、
大面积超长混凝土结构的温度应力分析与设计
２ ２ 温度荷 载 组合 ．
混凝土 的收缩 变形 只能 产生混 凝 土 的拉应 力。与 收缩 应 力
温度应力是随温度 的变化循 环往复 的 ， 有拉应 力 ， 既 也有 压 中， 不断 出现超长 超大混 凝 土结 构 ， 对结 构不设 缝 长度 的要 求 不 同， 且 其抗 压强度 大大超 过其 抗 也越来 越高 。一般地 ， 构越长 ， 结 降温引起 的收缩变 形越 大 ， 束 应力 。由于对 于混凝 土这种材料来说 ， 约 拉 强度 ， 因此在工程 中我们通 常只考虑 当温度下 降时 引起 的混 凝 产生 的拉应力就 越大 ， 由此 产生 的结 构裂 缝就 越多 越宽 。因 而 ，
考虑普通钢筋作用 。 图 ２ 图 ３为地下 １层分别在升温工 况（ ） 降温工况 （ ） ， 。 、 下
由于 自然界 的复 杂性 ， 于 自然 环境 的建 筑结构 的温 度场分 的 楼 板 的 最 大 Ｖ ｎＭｉ ｓ 力 。从 图 ２中 可 以看 出 当 温 度 上 升 时 处 ｏ— ｓ 应 ｅ 布的确定也是很 复杂 的 ， 因此 ， 文 的计 算仅 仅考 虑季 节温 差 和 往往 以混凝土压应 力为 主 ， 本 而从 图 ３的结果 ， 我们不 难 发 现 当温
对本工程而言 ， 构平 面比较复 杂 ， 结 各部 位板 块 的受 约 束情
况均不相同 ， 因此各部 位的温度应力 也不相 同 ， 即使 同一 块板 上 ， 由于各个部位 的混凝土变形相互 制约 ， 温度应 力也 不相 同。要详
１层均为大面积超长混凝土结构 。平面尺寸 为 ３８ ０ｍ× １ ． ７ ． ２ ４２ｍ，
．
６ ・ ８
第３ ８卷 第 ２ １期 ２０ １２ 年 ７ 月
山 西 建 筑
混凝土结构温度应力分析技术规程
混凝土结构温度应力分析技术规程一、前言混凝土结构在使用过程中，由于受到外界环境因素的影响，如温度变化等，会产生相应的应力，如果不采取有效措施，会对结构的安全性产生影响。
本文旨在介绍混凝土结构温度应力分析技术规程，以便工程师在实际工作中能够更好地掌握这一技术。
二、温度应力的定义和影响因素温度应力是指混凝土结构在温度变化时所受到的内部应力。
影响温度应力的因素主要包括混凝土结构的材料性质、结构形状、环境温度变化等。
三、温度应力的计算方法温度应力的计算方法主要有两种：一是按材料力学原理进行计算，即应力=模量×温度差；二是按混凝土的线膨胀系数进行计算，即应力=线膨胀系数×温度差×单位长度。
四、温度应力分析的步骤温度应力分析的步骤包括以下几个方面：1、确定结构模型；2、确定材料参数；3、确定温度变化范围；4、进行温度应力计算；5、分析温度应力的结果，并进行安全评估。
五、温度应力分析的注意事项在进行温度应力分析时，需要注意以下几个方面：1、要对结构进行精确的建模，包括几何形状、材料参数等；2、要考虑温度变化的不确定性，包括环境温度变化等；3、要对不同部位的温度应力进行分析，以便进行针对性的加固措施；4、要对分析结果进行多次验证，以提高分析结果的可信度。
六、温度应力分析的实例以某混凝土桥梁为例，进行温度应力分析。
该桥梁主跨长42米，宽12米，高3.5米，采用C50混凝土。
环境温度变化范围为-10℃~40℃，桥梁结构的线膨胀系数为12×10-6/℃，计算得到温度应力为270kPa，根据安全系数要求，需要对桥梁进行加固。
七、温度应力分析的加固措施针对以上实例，可以采取以下几种加固措施：1、采用高强度混凝土或预应力混凝土；2、增加桥梁的横向支撑；3、采用隔热层等措施减少温度变化的影响。
八、总结温度应力分析是混凝土结构设计和施工中必不可少的一项工作。
通过对温度应力的分析，可以更好地掌握结构的安全性，并采取相应的加固措施，以保证结构的安全和可靠性。
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超长混凝土结构温度应力分析
虞菊芳1, 陈朝阳2, 朱晗迓3
(1 杭州中诚工程造价咨询事务所, 杭州 310072; 2 浙江中汇会计师事务所有限公司, 杭州 310072;
3 浙江大学建工学院防灾所, 杭州 310072)
摘 要 通过对具体工程实例进行分析,利用有限元进行模拟,得出了温降作用下结构内部的温度应力的大小及其分布规律。
从而对超长结构的温度作用进行探讨,分析了目前建筑物中常见温度裂缝的产生原因。
同时对预应力作用进行模拟,探讨了预应力对降低混凝土温度应力的作用。
关键词 温度应力;预应力;裂缝
中图分类号 TU528 文献标识码 A 文章编号 1001-6864(2004)04-0050-02
ANALYSIS OF THE THERMAL STRESS IN ULTRA-LONG CONCRETE STR UC TUR E
YU Ju fang1,C HE N Zhao yang2,ZHU Han ya3
(1 Hangzhou Zhongcheng Office of Project C ost,Hangzhou310072,China;
2 Zhejiang Zhonghui Accountant Office C o.Ltd,Hangzhou310072,China)
Abstract:The thermal stress of a real structure was analyzed with finite ele ment analysis(FEA)method, and the rules of the ther mal stress distribution were given.Then,the reasons of the fa miliar thermal cracks were discussed.At last,the effect of prestressing was simulated,and the influence of the prestress on structure crack ing was discussed.
Key words:thermal stress;prestress;crack
0 引言
针对某高校体育馆的温度应力,运用有限元进行模拟分析,探讨其中的温度应力的变化规律,并有针对性的建立对比模型,通过比较得出温度应力的一般规律,供工程建设中参考。
最后也对预应力的作用进行了模拟,分析了预应力技术对于防治温度裂缝的作用。
1 工程简介和模型分析
某高校新校区体育馆,主跨35m,柱子尺寸为700mm 1000mm,主梁为450mm 1800mm,柱顶标高9m,主跨横向尺寸为5 14=70m,属于超长结构。
为了考虑温度应力对结构的作用,防止出现温度裂缝,对此结构进行了有限元的模拟分析,得出其温度应力的大小和分布规律。
在实际建造中运用了预应力技术来降低温度应力的危害,本文也对其进行了模拟分析,以了解预应力的作用。
在建立模型的时候,考虑到结构物的对称性,同时也为了降低计算的自由度数目,选取结构的四分之一建立有限元模型。
2 结构物温度作用的规律
2 1 温度作用的产生
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 c=1 10-5),当变形受到约束的时候,结构物内部就会产生温度应力。
2 2 结构物柱子在温度作用下的变形
结构物各柱子在温降作用下的变形图见图1,从图中可以看出,随着各柱子距离中轴线距离的增大,柱顶的位移也基本成正比例地增大,说明柱子的内力也是逐渐地增大,边柱由于位移最大,柱子所受到的内力也是最大。
另外当柱子刚度增大一倍以后,其柱顶位移略有降低,但是数量上也是很小。
这也说明了,温度应力对于柱子的作用,基本上和柱子刚度成比例的,当柱子刚度增大的时候,由于柱顶位移基本保持不变,则柱子中由于温度变化产生的弯矩也就相应增大。
同时对预应力作用下进行了有限元模拟,结果表明预应力的作用对于柱子的影响很小。
2 3 楼板内的应力分布
对于楼板在温度作用下的内部应力分布,图2和图3分别为纵向各直线上以及横向各直线上的拉应力分布图。
从图3可以看出,整个温度应力在各直线上都不是均匀变化的,而是在每两榀框架间的楼板两边都受到大梁的约束作用,而整个呈现出不断振荡的变化。
在整个建筑物的中间部分,温度应力的振荡幅度相对较小,整个温度应力相对比较均匀分布。
越往两边过去,振荡的幅度越来越大,并且到了楼板的边缘部位基本上就是在中轴上下振荡了。
这也反映了对于超长结构的温度应力,其均匀变化的拉应力量值一般不是很大,而且受到大梁和柱子的约束作用,在大梁边上或者柱子边上,温度应力的变化较大,有可能超过混凝土的抗拉强度,而导致楼板的开裂。
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低 温 建 筑 技 术 2004年第4期(总第100期)
图1
各柱子在温降作用下的变形图2
楼板内温度应力纵向分布
图3 楼板内温度拉应力横向分布
对于纵向拉应力的分布,本工程中,均匀拉应力出现的
最大区域在整个结构的中间部分跨,由于是对称结构,其中
轴相当于是结构的固定端,因此对楼板的约束最大,其拉应
力也最大。
从图中也可以看出,其温度应力的变化,除了边
跨以外,各跨都是随着坐标的增大,其拉应力在变小。
对于
边跨,其拉应力就相对比较平均,这也是由于边跨旁边,没有
约束,因此楼板中拉应力相对较小,并且比较平均。
由于大
梁和柱子对于楼板的约束作用,使得楼板在大梁和柱子的边
界部位拉应力的变化较大,最大拉应力一般也出现在这些区
域,这也和实际工程中发现的温度裂缝的出现规律一致。
2 4 施加预应力后的楼板内力
对于本工程,为了防止结构物在温降作用下出现温度裂
缝,考虑在结构物内施加预压应力来防止出现温度裂缝。
在
纵向每隔5m布置了两根无粘结预应力钢绞线,对于施加预
应力后楼板内各纵向直线上的压应力的分布如图4。
从图中
可看出,除了边跨外,其它各跨中的预压应力都分布得比较
均匀,而边跨由于预应力作用点的问题会出现应力集中,其
中在预应力作用点位置楼板内预压应力出现了波峰,但预应
力平均水平和其它各跨差不多。
另外楼板内的有效预压应力由于受到柱子的约束,在柱
边位置会逐渐减小,基本为均匀变化。
值得注意的是预压应
力在边跨楼板柱边位置处会急剧变小,构成了薄弱环节。
3 结语
3 1 建筑物在温降作用下,由于受到柱子的约束作用,使得
结构物内部会出现温度拉应力,对于楼板而言,一般情况下
其平均拉应力数值相对较大,对结构物的危害不是很大,但
是由于受到柱子和大梁的约束,在大梁或柱边的楼板内会形
成应力集中,造成温度应力变化较大,
可能会超过混凝土的
图4 楼板内预压应力纵向分布图
抗拉极限而导致结构物开裂。
3 2 柱子的侧向刚度变化对于楼板的约束作用影响不大,
在本实例中,其侧向刚度增大一倍,而影响因素仅在2%以内。
结构物中的大梁把楼板内的温度作用传递到柱子,大梁刚度的
变化对于结构物的温度作用的影响很小。
3 3 温度降低对柱子内力的影响和柱子刚度基本成比例,
当柱子刚度增大时,其在温度作用下的柱顶位移变化很小,
则其内力相应增大。
3 4 在预应力作用下,边跨内会出现应力集中现象,在柱边
的楼板内应力会出现波动,因此对于边跨,尤其必须注意。
相
邻跨中的预压应力分布就已经比较平均了,基本成均匀分布。
参考文献
[1] 朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温度控制[M] 北京:中国电
力出版社,1999
[2] 王铁梦 工程结构裂缝控制[M] 北京:中国建筑工业出版社,
1997
[3] 冯健,吕志涛,吴志彬,等 超长混凝土结构的研究与应用[J]
建筑结构学报,2002,6
[收稿日期] 2004-04-05
[作者简介] 虞菊芳(1971-),女,浙江义乌人,工程师,从事工
业与民用建筑专业。
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虞菊芳等:超长混凝土结构温度应力分析。