温度作用与结构设计 课件 低版本概要1.ppt

1、设计状态 建议按正常使用极限状态设计，即只验算变形和裂缝。这由于杆件出现裂缝后温度应力得到了释放，结构约束状态改变了。 正常使用极限状态的荷载效应，应按标准组合进行设计。 2、设计工况 设计工况可分为使用阶段和施工阶段。施工阶段相对使用阶段讲是短暂的和临时的。因此，施工阶段环境遇到最不利情况的可能性相对要小很多。为与这种工作状态相协调，建议对施工阶段环境温度取值作如下调整： 3、设计内力 由于温度作用是一个缓慢的实施过程，应考虑砼徐变变形引起的构件应力松弛。因此，设计内力应是上述计算内力乘以应力松弛系数。应力松弛系数建议取0.4～0.5。 空气温度 夏季 历年最高日平均温度的平均值 冬季 历年最低日平均温度的平均值 计算日照温度时，太阳辐射照度计算值取日平均值 4、设计参数 温度作用效应的组合值系数取0.6。 环境的空气温度、太阳辐射照度、以及建筑材料热物理性能等计算参数可参照“民用建筑热工设计规范”（GB50176）、“采暖通风与空气调节设计规范”（GBJ19）。 ?5、计算程序 温度作用计算计量的是杆件的轴向变形。因此选用的程序必须能考虑超高或超长方向杆件的轴向变形。对于超长的平面，计算过程中不能采用刚性楼板假定。 1、多层结构中温度内力一般集中在顶层和底层。 多层结构中环境温度变化最大部位是结构顶层和底层。而温度内力由温差产生，结构中温差越大的部位温度内力应越大。 正由于温度内力的分布在结构竖向有这样的分布规律，因此，有些对结构温度作用的简化计算就仅对受影响楼层（顶层、底层）作局部计算。 总层数 第 i层板的最大轴力（KN/m） 1 2 3 4 5 6 7 8 7层 678 6 -13 2 14 -47 -611 640 5层 679 10 1 -50 -611 640 ? ? 3层 692 -42 -624 638 ? ? ? ? 例： 结构中部各层板的温度内力（冬季工况） 2、楼板平面内的温度变形是两端大、中间小，而温度内力相反是中间大、两端小。 楼板的温度内力来自于墙、柱抗侧移产生的剪力，它由两端向中间随墙、柱数量的增加不断累加。因此楼板平面内的温度内力是中间大，两端小。正由于此，楼板温度应力的配筋也应该是中间多、两端少，而不是现在常见的双层双向均匀配置的钢筋网。 以武汉国际会展中心底层框架梁、柱夏季工况的内力为例： 环境温度： 室外空气温度36.9℃、日照温度23℃。 室内空气温度26℃。 地下室板底土体温度16.3℃。 梁 轴 力 梁 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N（KN） -310 -1033 -1413 -1515 -1585 -1649 -1710 -2222 -2559 -2814 -2818 柱 剪 力 梁 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N（KN） -312.4 -616.6 -535.7 -84.3 -69.5 -64.3 -60.9 -515.1 -355.6 -256.9 -4.0 * 一、前言 GB50009-2012把温度作用正式列入建筑结构荷载规范，但它未提及结构设计中如何加以考虑。 1、常见思路 确定合拢温度：若取年平均气温、武汉地区为16℃ 温度变化幅度：武汉地区、夏季 37℃-16℃=21℃、冬季 16℃-（-5℃）=21℃ 温度内力计算时结构计算简图与其它永久、可变荷载相同 SATWE等程序虽包含温度效应计算内容，但对温度内力计算时必须先行解决的杆件截面内温度场问题，程序并没有涉及，而是由用户自行定义。 2、问题 建筑物不同部位（地上与地下、室内与室外）的环境温度并不相同。因此，不能简单认为气候温度就是环境温度。 同样环境下，结构部位不同、保温隔热措施不同、构件的计算温度也不同。因此，不能简单把环境温度取作构件温度。 结构支座作为几何约束它的位移为零，作为温度约束它的位移并不为零。因此，只有把温度约束转换为几何约束，才能用对荷载作用的结构计算简图进行温度内力计算。 二、环境温度取值 1、环境温度组成 日照温度ts是太阳辐射作用直接在物体表面产生的温度，它是一个非均匀温度场，可由下式计算： 以太阳为热源，环境温度可由日照温度ts和空气温度te组成。 空气温度te受太阳间接作用的影响，它是一个均匀的温度场。 环境温度（又称综合温度） tse=ts+te 室内ts=0 。因此，室内环境温度tse=te 2、环境温度的取值 室外空气温度 夏季 50年一遇最高日平均温度。可参照GB50176附录三、附表3.2。 冬季 50年一遇最低日平均温度。可参照GB50176附录三、附表3.1或“采暖通风与空气调节设计规范”GBJ19。