KM結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)_第1頁
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結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)基準(zhǔn)溫度場T0(x,y,z)基準(zhǔn)溫度場的定義: 在不考慮任何荷載的情況下,結(jié)構(gòu)在某溫度場T0(x,y,z)作用下處于自平衡狀態(tài),如果結(jié)構(gòu)的當(dāng)前構(gòu)型與其初始設(shè)計構(gòu)型完全相同(點(diǎn)點(diǎn)重合),則稱T0(x,y,z)為該結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)溫度場。結(jié)構(gòu)在基準(zhǔn)溫度場作用下:1)相對于初始構(gòu)型沒有任何變形;2)所有構(gòu)件均不產(chǎn)生內(nèi)力或應(yīng)力?;鶞?zhǔn)溫度場在理論上是存在且唯一的基準(zhǔn)溫度場T0(x,y,z)對于混凝土結(jié)構(gòu),其基準(zhǔn)溫度場T0(x,y,z)可以近似取為混凝土的終凝溫度場。對于鋼結(jié)構(gòu),如果在建造期間不產(chǎn)生裝配應(yīng)力,或者即便有裝配應(yīng)力但在本次分析中不考慮,則結(jié)構(gòu)建造期的溫度場即可取為基準(zhǔn)溫度場?;鶞?zhǔn)溫度場T0(x,y,z)如果鋼結(jié)構(gòu)中存在顯著的裝配誤差、裝配應(yīng)力,并需要用等效溫差場進(jìn)行模擬,則在確定基準(zhǔn)溫度場時,應(yīng)計入裝配誤差的影響。比如一根初始設(shè)計長度為L的鋼桿件,因為制造誤差,實際長度為L+ΔL,換算成等效基準(zhǔn)溫度的增量為:

或者說,為考慮此裝配應(yīng)力,基準(zhǔn)溫度還應(yīng)疊加上該溫度增量基準(zhǔn)溫度場T0(x,y,z)對于鋼-砼混合結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)部分和混凝土結(jié)構(gòu)部分的基準(zhǔn)溫度場分別按照鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)確定。溫差場外部外部外部內(nèi)部內(nèi)部溫差場外圍梁、柱、墻溫差溫差場頂層屋面梁、板溫差溫差場結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件溫差砼收縮的當(dāng)量溫差場砼在齡期t的收縮應(yīng)變砼收縮的當(dāng)量溫差場

溫度應(yīng)力調(diào)整及及組合因溫度應(yīng)力分析析采用的是瞬態(tài)態(tài)彈性方法1)為考慮砼的徐徐變應(yīng)力松弛砼構(gòu)件的的溫度內(nèi)內(nèi)力可以以乘以以折減系系數(shù)0.3鋼構(gòu)件不不折減溫度應(yīng)力力調(diào)整及及組合2)為考慮慮砼構(gòu)件件裂縫引引起的剛剛度退化化砼構(gòu)件的的剛度可可以乘以以折減系系數(shù)0.85鋼構(gòu)件不不折減溫度應(yīng)力力調(diào)整及及組合溫度效應(yīng)應(yīng)的組合合貢獻(xiàn)正常組合合的附加加項:溫度梯度度所謂溫度度梯度,,指的是是溫度場場在構(gòu)件件截面方方向的變變化率。。它在數(shù)數(shù)值上等等于構(gòu)件件內(nèi)外((對柱))或者上上下(對對梁、板板)表面面的溫差差與截面面高度((或厚度度)的比比值。溫度梯度度產(chǎn)生局局部的附附加彎矩矩,結(jié)構(gòu)構(gòu)的頂層層及外周周構(gòu)件往往往存在在明顯的的溫度梯梯度。溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的豎豎向錯動動效應(yīng)內(nèi)外構(gòu)件件的溫差差不一致致,造成成結(jié)構(gòu)的的豎向錯錯動變形形一般頂部部的若干干層連接接內(nèi)筒與與邊柱的的框架梁梁,會產(chǎn)產(chǎn)生較大大的錯動動彎矩和和剪力底部若干干層豎向向構(gòu)件((柱和墻墻)的軸軸力會出出現(xiàn)明顯顯的重分分配(有有的構(gòu)件件軸壓比比增大,,有的構(gòu)構(gòu)件軸壓壓比減小?。夭顚Y(jié)結(jié)構(gòu)的豎豎向錯動動效應(yīng)錯動彎矩矩明顯軸力重分分配明顯顯溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的豎豎向錯動動效應(yīng)針對溫差差引起的的豎向錯錯動效應(yīng)應(yīng),在設(shè)計上上對于頂部部幾個樓樓層的框框架梁,,配筋應(yīng)應(yīng)該適當(dāng)當(dāng)加強(qiáng);;對底部幾幾個樓層層的柱和和墻,軸軸壓比應(yīng)應(yīng)適當(dāng)從從嚴(yán)控制制,以避避免溫度度效應(yīng)引引起的軸軸壓比超超限??梢酝ㄟ^過對“外外表構(gòu)件件”做好好“隔熱熱”措施施,以減減小結(jié)構(gòu)構(gòu)的外表表構(gòu)件溫溫度與結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部部構(gòu)件溫溫度的差差值。溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的水水平伸縮縮效應(yīng)由于水平平構(gòu)件((梁、板板)的伸伸縮受到到豎向構(gòu)構(gòu)件(柱柱或墻))的約束束,引發(fā)發(fā)結(jié)構(gòu)的的水平伸伸縮效應(yīng)應(yīng)。哪里約束束強(qiáng),哪哪里溫度度應(yīng)力大大,這是是特點(diǎn),,比如::結(jié)構(gòu)下部部樓層的的梁、板板存在較較大的軸軸拉或者者軸壓力力,設(shè)計計時宜考考慮偏拉拉。距離較近近的兩個個剪力墻墻筒體之之間的連連接構(gòu)件件,溫度度應(yīng)力顯顯著。對均勻的的結(jié)構(gòu)平平面,平平面中部部構(gòu)件的的溫度應(yīng)應(yīng)力顯著著引發(fā)筒體體和框架架柱明顯顯的彎矩矩和剪力力溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的水水平伸縮縮效應(yīng)強(qiáng)筒體之之間的水水平構(gòu)件件,溫度度應(yīng)力顯顯著溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的水水平伸縮縮效應(yīng)均勻結(jié)構(gòu)構(gòu)平面的的中部,,溫度應(yīng)應(yīng)力顯著著溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的水水平伸縮縮效應(yīng)減小水平平伸縮效效應(yīng)的措措施1)砼低溫溫入模,,低溫養(yǎng)養(yǎng)護(hù),盡盡量降低低砼的終終凝溫度度2)設(shè)置后后澆帶(40m左右),避開砼砼收縮應(yīng)應(yīng)變的高高峰發(fā)展展期,從從而有效效釋放大大部分的的收縮應(yīng)應(yīng)力(最最好60d后澆筑后后澆帶,,不少于于30d)3)通過高高濕度養(yǎng)養(yǎng)護(hù)、減減小水灰灰比和水水泥用量量、改善善水泥和和砂石骨骨料的質(zhì)質(zhì)量、適適當(dāng)提高高配筋率率,均可可減小砼砼的收縮縮應(yīng)變4)改善使使用環(huán)境境PMSAP溫度度應(yīng)力分分析溫度應(yīng)力力分析是是PMSAP程序的一一個特色色PMSAP具有較為為完善的的溫度應(yīng)應(yīng)力分析析功能,,對多高高層建筑筑中的梁、柱、、支撐、、剪力墻墻和樓板板,均可計算算其溫度度內(nèi)力及及變形,,并且可可以把溫度內(nèi)內(nèi)力考慮慮到構(gòu)件件配筋設(shè)設(shè)計中。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析溫度效應(yīng)應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響響在實際際工程中中經(jīng)常會會遇到,,可以按按照前面面講過的的方法在在結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計中定定量考慮慮;但由于準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定溫差場場的困難難性,以以及混凝凝土實際際存在的的收縮徐徐變、微微裂縫發(fā)發(fā)展等復(fù)復(fù)雜情況況,很多多時候通通過在構(gòu)構(gòu)造上采采取措施施,來避避免溫度度應(yīng)力的的不利影影響。但即便是是構(gòu)造上上的定性性的考慮慮,也需需要設(shè)計計者對結(jié)結(jié)構(gòu)在溫溫度作用用下產(chǎn)生生的變形形和內(nèi)力力有一個個整體的的、趨勢勢上的把把握,以以明確結(jié)結(jié)構(gòu)上溫溫度應(yīng)力力集中的的部位,,從而有有的放矢矢的采取取措施。。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析溫度應(yīng)力力的計算算一般包包括兩個個方面::(1)按照熱熱傳導(dǎo)理理論,根根據(jù)彈性性體的熱熱學(xué)性質(zhì)質(zhì)、內(nèi)部部熱源、、邊界條條件、初初始條件件,計算算彈性體體內(nèi)各點(diǎn)點(diǎn)在各瞬瞬時的溫溫度,也也即:決定溫度度場。在PMSAP中,我們們不考慮慮這個問問題,溫溫度場需需要由用用戶定義義。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析(2)溫度場場知道以以后,按按照熱彈彈性力學(xué)學(xué)的理論論,根據(jù)據(jù)各物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的溫溫度變化化求解其其溫度應(yīng)應(yīng)力,也也即:決定應(yīng)力力場,這是PMSAP要著重解解決的問問題。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析PMSAP采用有限限元法計計算溫度度應(yīng)力,,構(gòu)件的的溫度變變化對結(jié)結(jié)構(gòu)的變變形、內(nèi)內(nèi)力的影影響將等等效為某某種荷載載的影響響,或者者說,任任給一種種溫度變變化,一一定存在在一種荷荷載,二二者對結(jié)結(jié)構(gòu)的變變形、內(nèi)內(nèi)力的影影響完全全一樣,,這種荷荷載就稱稱為“等等效荷載載”。這樣看來來,如果果能夠?qū)⒏鞣N構(gòu)構(gòu)件的溫溫度變化化的等效效荷載計計算出來來,接下下來的分分析就與與通常的的分析完完全一樣樣了,所所以說溫溫度應(yīng)力力的分析析,關(guān)鍵鍵是要把把各種構(gòu)構(gòu)件溫度度變化的的等效荷荷載弄清清楚。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析一維桿件件的溫度度等效荷荷載對一維桿桿件,首首先定義義它的局局部坐標(biāo)標(biāo)系,局局部系的的x軸定義為為桿軸,y軸和z軸定義為為截面的的兩個主主慣性軸軸。瞬時時溫度場場在局部部系中的的分布函函數(shù)可以以一般地地表達(dá)為為:T=f(x,y,z)。一般而而言,自自由桿件件在T=f(x,y,z)的作用下下將同時時發(fā)生伸伸縮和彎彎曲。在PMSAP中,我們們考慮一一種最常常用的溫溫度分布布:溫度度在同一一截面上上不變化化,只沿沿著桿軸軸線變化化,也即即T=g(x),這種溫度度分布將將使自由由桿件只只發(fā)生伸伸縮。PMSAP溫度度應(yīng)力分分析設(shè)溫度沿沿桿軸線線性變化化:等效荷載載PMSAP溫度度應(yīng)力分分析二維殼元元的溫度度等效荷荷載以三角形形殼元為為例進(jìn)行行說明。。設(shè)三角角殼所在在平面為為xy面,法線線為z軸,同桿桿件一樣樣,我們們只考慮慮形如::T=f(x,y)的溫度場場,這種種溫度場場不使自自由殼元元發(fā)生彎彎曲,只只使之發(fā)發(fā)生伸縮縮。設(shè)三三角殼的的溫度分分布為::其中:是是面面積坐標(biāo)標(biāo),PMSAP溫度度應(yīng)力分分析等效荷載載(等效效體力部部分)PMSAP溫度應(yīng)應(yīng)力分析等效荷載(等效面面力部分)PMSAP溫度應(yīng)應(yīng)力分析步驟1)用PMCAD或者STS-1建立結(jié)構(gòu)模型。2)進(jìn)入PKPM的“PMSAP”主菜單,然后進(jìn)入入“補(bǔ)充建模”,,點(diǎn)取“溫度荷載”菜單,,在此定義各個樓樓層的各節(jié)點(diǎn)的溫溫度變化值。3)執(zhí)行“接PM生成PMSAP數(shù)據(jù)”4)進(jìn)入“參參數(shù)補(bǔ)充及及修改”菜菜單,點(diǎn)取取“參數(shù)修修改-〉總信息”,,按照需要修改“溫溫度荷載參參數(shù)”,包包括砼構(gòu)件效應(yīng)應(yīng)折減系數(shù)數(shù),溫度荷荷載組合系系數(shù),彈性性模量折減減系數(shù)等。5)執(zhí)行“結(jié)結(jié)構(gòu)分析與與配筋計算算”6)進(jìn)入“分分析結(jié)果的的圖形顯示示”察看計計算結(jié)果,,包括溫度度荷載產(chǎn)生生的結(jié)構(gòu)變變形、構(gòu)件件內(nèi)力以及及考慮了溫溫度荷載組組合的構(gòu)件件配筋結(jié)果果。全樓定義彈彈性膜指定節(jié)點(diǎn)溫溫差PMSAP溫度應(yīng)力力分析注意意事項PMSAP溫度應(yīng)力分分析注意事事項:1)所有樓板板均應(yīng)定義義成彈性膜膜2)剪力墻應(yīng)應(yīng)采用細(xì)分分模型3)混凝土構(gòu)構(gòu)件的溫度度效應(yīng)宜指指定折減系系數(shù),一般取為0.3如果用溫度度模擬砼收收縮,應(yīng)作作為一個獨(dú)獨(dú)立工況,,且相應(yīng)溫溫度工況的的屬性應(yīng)指指定為“砼砼收縮”5)如果用溫度度模擬預(yù)應(yīng)應(yīng)力張拉,,也應(yīng)作為為一個獨(dú)立立工況,且且相應(yīng)溫度度工況的屬屬性應(yīng)指定定為“預(yù)應(yīng)應(yīng)力”PMSAP溫度應(yīng)力力分析注意意事項6)軟件會自自動增加溫溫度工況的的組合。不不考慮溫度度前n種工況,考考慮后變?yōu)闉?n種。用戶可可以調(diào)節(jié)地地震、風(fēng)與與溫度組合合時的組合合系數(shù)。7)溫度對““砼梁”產(chǎn)產(chǎn)生的軸軸向拉壓力力,pmsap會自動按照照偏心受拉拉或偏心受受壓進(jìn)行截截面設(shè)計。。8)溫度對““砼板”產(chǎn)產(chǎn)生的軸軸向拉力,,pmsap會自動按照照偏心受拉拉進(jìn)行截面面設(shè)計

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