溫度支座位移和彈簧剛度

4、溫度、支座位移和彈簧剛度4.1溫度作用的特點(diǎn)4.2有關(guān)規(guī)定4.3程序?qū)崿F(xiàn)4.4最不利溫差的確定4.5計(jì)算溫差的確定4.6溫度作用效應(yīng)組合4.7支座位移4.8彈簧剛度4.1溫度作用的特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)不僅平面尺寸大，而且豎向的高度也很大，其豎向構(gòu)件截面尺寸較大，溫度變化和混凝土收縮不僅會(huì)產(chǎn)生較大的水平方向的變形和內(nèi)力，而且也會(huì)產(chǎn)生豎向的變形和內(nèi)力。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，工程實(shí)踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫原因?qū)儆谟勺冃巫饔茫囟?、收縮、不均勻沉降）引起的約占80%以上，屬于由荷載引起的約占20%左右，可見(jiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮變形作用的影響是很重要的，不容忽視。高層建筑結(jié)構(gòu)的溫度變形與應(yīng)力應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員的重視。4.2有關(guān)規(guī)定《高規(guī)》宣講培訓(xùn)材料（P4-17）：高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般不計(jì)算由于溫度、收縮而產(chǎn)生的內(nèi)力。因?yàn)橐环矫娓邔咏ㄖ臏囟葓?chǎng)分布和收縮參數(shù)等都難以準(zhǔn)確確定；另一方面混凝土又不是彈性材料，它既有塑性變形，還有徐變和應(yīng)力松弛，實(shí)際的內(nèi)力要遠(yuǎn)小于按彈性結(jié)構(gòu)的計(jì)算值。廣州白云賓館（33層、高112m、長(zhǎng)70m）的溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表明，溫度-收縮應(yīng)力計(jì)算值過(guò)大，難以作為設(shè)計(jì)依據(jù)。曾經(jīng)計(jì)算過(guò)溫度-收縮應(yīng)力的其它建筑也遇到類似的情況。有關(guān)規(guī)定但由于種種原因，諸如高層建筑各處的溫度場(chǎng)、混凝土收縮、徐變等隨時(shí)間變化的變量因素還難以直接采用數(shù)值準(zhǔn)確量化，混凝土收縮、徐變的彈塑性特征使分析處理復(fù)雜，所以一般很難準(zhǔn)確地計(jì)算結(jié)構(gòu)的溫度－收縮應(yīng)力，并且作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，高規(guī)不要求直接計(jì)算非荷載作用，而強(qiáng)調(diào)由構(gòu)造措施來(lái)解決?！陡咭?guī)》宣講培訓(xùn)材料（P4-17）：

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的溫度-收縮問(wèn)題，主要由構(gòu)造措施來(lái)解決。4.3程序?qū)崿F(xiàn)程序提供了計(jì)算溫度應(yīng)力、支座沉降以及設(shè)置彈簧支座的功能。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)給定溫差或基礎(chǔ)支座沉降值來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)的溫度和基礎(chǔ)支座沉降產(chǎn)生的效應(yīng)。從而能較正確地估計(jì)溫度、基礎(chǔ)支座沉降的影響，有助于設(shè)計(jì)人員采取相應(yīng)對(duì)策與措施。溫度應(yīng)力計(jì)算情況高層建筑的溫度分析可考慮下列三種情況：施工階段 當(dāng)主體結(jié)構(gòu)完成后，未作內(nèi)外裝修和圍護(hù)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)處于通透狀態(tài)時(shí)的溫差造成的內(nèi)力。正常使用階段1外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)已施工，室內(nèi)處于自然通風(fēng)狀態(tài)時(shí)的溫差造成的內(nèi)力。正常使用階段2外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)已施工，室內(nèi)空調(diào)恒溫狀態(tài)時(shí)的溫差造成的內(nèi)力。對(duì)溫度作用的簡(jiǎn)化溫度變作用表現(xiàn)為：（1）構(gòu)件內(nèi)外表面溫差造成的彎曲；（2）構(gòu)件內(nèi)外表面溫差的平均值比構(gòu)件初始溫度高（低）時(shí)造成的伸長(zhǎng)（縮短）。程序僅考慮了平均溫差造成的伸縮作用，而忽略了內(nèi)外表面溫差造成的彎曲作用。4.4最不利溫差的確定樊小卿在《溫度作用與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》一書(shū)中建議：室外空氣溫度夏季取30年一遇最高日平均溫度，冬季取30年一遇最低日平均溫度。使用階段室內(nèi)空氣溫度夏季取空調(diào)設(shè)計(jì)溫度，冬季取采暖設(shè)計(jì)溫度。初始溫度取結(jié)構(gòu)成型時(shí)的環(huán)境空氣溫度。4.5計(jì)算溫差的確定對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，最不利溫差和計(jì)算溫差是一致的。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，最不利溫差與計(jì)算溫差不同，其差異在于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：收縮、徐變以及裂縫。王鐵夢(mèng)在《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》一書(shū)中建議：(1)溫度應(yīng)力只按彈性計(jì)算太保守，造成材料浪費(fèi)。(2)由于結(jié)構(gòu)遭受的年溫差及收縮都是在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)段變化中進(jìn)行的，必須考慮徐變引起應(yīng)力松弛，從而大幅度降低彈性應(yīng)力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮影響混凝土收縮可以用收縮當(dāng)量溫差來(lái)表示。收縮值換算為當(dāng)量溫差，永遠(yuǎn)是負(fù)值，應(yīng)力為拉應(yīng)力。收縮當(dāng)量溫差與最不利溫差疊加計(jì)算?；炷两Y(jié)構(gòu)的降溫與收縮同時(shí)考慮時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)將承受互相疊加的拉應(yīng)力，作用效應(yīng)增大。而當(dāng)升溫與收縮同時(shí)考慮時(shí)，則兩者作用效應(yīng)會(huì)互相抵消，作用效應(yīng)減小。鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的徐變變影響簡(jiǎn)單的做做法是將將實(shí)際溫溫差乘以以應(yīng)力松松弛系數(shù)數(shù)，作為為計(jì)算溫溫差。根據(jù)溫差差變化過(guò)過(guò)程速度度快緩慢慢程度不不同，應(yīng)應(yīng)力松弛弛系數(shù)可可取值為為0.3～0.5。溫差變化化過(guò)程速速度快，，應(yīng)力松松弛系數(shù)數(shù)大，反反之則小小。4.6溫溫度作作用效應(yīng)應(yīng)的組合合溫度作用用是一種種特殊的的活荷載載；目前的荷荷載規(guī)范范未給出出其分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)和和組合系系數(shù)；在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中也也沒(méi)有統(tǒng)統(tǒng)一的說(shuō)說(shuō)法。4.7支支座位位移位移輸入入可能的或或允許的的支座位位移不是基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)中中控制的的不均勻勻沉降或或地基最終終沉