高层建筑结构温度问题探究.doc

高层建筑结构温度问题探究摘要：现代化的高层建筑已经成了现代化的标志，但是高层建筑结构在受温度应力方面影响中存在诸多问题，本文通过对高层建筑结构温度应力的分析，进而对高层建筑结构受温度作用的影响进行了研究分析。 关键词：高层建筑;混凝土;温度内力;应力分析 Abstract: the modern high-rise building has become the symbol of modernization, but in high-rise buildings by temperature stress affect problems, this article through to the high building structure of temperature stress analysis, then the high-rise building structure by temperature effect are analyzed. Keywords: high building; Concrete; Internal temperature; Stress analysis 中图分类号： TU3 文献标识码：A 文章编号： 一、绪论 随着世界人口的迅速膨胀以及土地资源的匮乏，在城市规划和建设的过程中，高层建筑越来越受到人们的青睐。尤其是现代科学技术的进步和建筑水平的提高为高层建筑的实现提供了条件，但是其所存在的一些问题却也使得我们不能掉以轻心，尤其是高层建筑结构的温度问题。 高层建筑结构主要是由许多片剪力墙、框架等竖向抗侧力结构和横向的楼板等水平结构所组成的空间体系。在这样一个庞大的建筑体系中，温度的变化对整个建筑体系的影响是不容忽视的，或许说温度变化对每一点的影响是微不足道的，但对于高层建筑其所产生的累积效应则是巨大的。因为首先温度的变化是作用于高层建筑的整体结构上的，建筑的任何一个构件都会产生温度效应；其次所有构件之间产生的温度效应将会相互影响，传递能量产生累积效应。 二、高层建筑结构温度应力分析 （一）混凝土结构温度应力分析 混凝土是现代最为重要的建筑材料之一，在人类建筑史上都占有重要的作用，其已经有一百多年的历史。混凝土结构具有耐久性好、能耗低、易于加工成型等诸多优越的性能，并且其适宜于大规模生产，能够与钢材很好的结合，组成各种具有不同特性的承重结构。但混凝土结构自身也有缺陷，主要表现为抗裂性差、抗拉强度低。由于水泥水化时会释放大量的水化热，造成其温度升高，但其在空气中结硬时，随之而来的是降温冷缩，其体积在收缩时会产生相应的拉应力，从而容易出现混凝土结构的裂缝。另外混凝土结构受外部环境的影响也较为明显，尤其是其常年处于日照辐射及气温变化较大的环境之中，混凝土结构容易受到破坏。这除了受外部坏境影响之外，更重要的是与混凝土结构自身的特性有关。由于混凝土结构的热传导性较差，但其与外部环境交换热能量时其表面结构温度会迅速上升或下降，但其内部温度变化较小甚至没有变化，这样就在混凝土结构中形成了较大的梯度温差，这样混凝土结构的各部分都将处于不同的温度状态，进而在混凝土结构中产生温度变形，再加上结构受内、外约束的作用，使得该变形产生较大的温差应力。 （二）高层建筑结构温度应力分析 高层建筑结构受温度影响的情况较复杂，不以测量计算，我们暂且将高层建筑温度内力分为两给方面：一种是局部温度内力，这是由建筑外表构件自身所存在的内外表面温差所引起的；第二种是整体温度内力，这种温度内力是由主体结构中不同构件间的温差所引起的，主要是主体结构内的连接构件对其它构件的变形差进行约束所产生的内力。 1.局部温度内力 局部温度内力是由建筑外表构件自身所存在的内外表面温差所引起的变位差受到约束而产生的内力。主体结构内梁、板等连接构件对节点的约束所产生的内力以及竖向外表构件的内部纤维彼此相互约束所产生的内力，这是局部温度内力的两种主要表现形式。 2.整体温度内力 高层建筑的整体温度内力是由主体结构中不同构件间的温差所引起的，主要是主体结构内的连接构件对其它构件的变形差进行约束所产生的内力。这种形式的温度内力对于一般较低的建筑而言是不明显的，因而常被忽视；但对于高层建筑而言，其所产生的累积效应是不容忽视的。 三、高层建筑结构温度作用分析 热胀冷缩几乎是一切物体的普遍特性，由此可知温度对高层建筑的影响是不容忽视的。我们根据其温度载荷起因的不同，将其分为三种温度载荷类型；又根据高层建筑在不同时段所受温度的作用，将其分为四个阶段。 三种温度载荷类型 高层建筑从施工阶段到投入使用以及到报废，从始至终无不受到外部环境的影响，尤其是气