KM结构温度效应

结构温度效应基准温度场T0(x,y,z)基准温度场的定义： 在不考虑任何荷载的情况下，结构在某温度场T0(x,y,z)作用下处于自平衡状态，如果结构的当前构型与其初始设计构型完全相同(点点重合)，则称T0(x,y,z)为该结构的基准温度场。结构在基准温度场作用下：1）相对于初始构型没有任何变形；2）所有构件均不产生内力或应力。基准温度场在理论上是存在且唯一的基准温度场T0(x,y,z)对于混凝土结构，其基准温度场T0(x,y,z)可以近似取为混凝土的终凝温度场。对于钢结构，如果在建造期间不产生装配应力，或者即便有装配应力但在本次分析中不考虑，则结构建造期的温度场即可取为基准温度场。基准温度场T0(x,y,z)如果钢结构中存在显著的装配误差、装配应力，并需要用等效温差场进行模拟，则在确定基准温度场时，应计入装配误差的影响。比如一根初始设计长度为L的钢杆件，因为制造误差，实际长度为L+ΔL，换算成等效基准温度的增量为：

或者说，为考虑此装配应力，基准温度还应叠加上该温度增量基准温度场T0(x,y,z)对于钢-砼混合结构，钢结构部分和混凝土结构部分的基准温度场分别按照钢结构和混凝土结构确定。温差场外部外部外部内部内部温差场外围梁、柱、墙温差温差场顶层屋面梁、板温差温差场结构内部构件温差砼收缩的当量温差场砼在龄期t的收缩应变砼收缩的当量温差场

温度应力调整及及组合因温度应力分析析采用的是瞬态态弹性方法1）为考虑砼的徐徐变应力松弛砼构件的的温度内内力可以以乘以以折减系系数0.3钢构件不不折减温度应力力调整及及组合2）为考虑虑砼构件件裂缝引引起的刚刚度退化化砼构件的的刚度可可以乘以以折减系系数0.85钢构件不不折减温度应力力调整及及组合温度效应应的组合合贡献正常组合合的附加加项：温度梯度度所谓温度度梯度，，指的是是温度场场在构件件截面方方向的变变化率。。它在数数值上等等于构件件内外（（对柱））或者上上下（对对梁、板板）表面面的温差差与截面面高度（（或厚度度）的比比值。温度梯度度产生局局部的附附加弯矩矩，结构构的顶层层及外周周构件往往往存在在明显的的温度梯梯度。温差对结结构的竖竖向错动动效应内外构件件的温差差不一致致，造成成结构的的竖向错错动变形形一般顶部部的若干干层连接接内筒与与边柱的的框架梁梁，会产产生较大大的错动动弯矩和和剪力底部若干干层竖向向构件（（柱和墙墙）的轴轴力会出出现明显显的重分分配（有有的构件件轴压比比增大，，有的构构件轴压压比减小小）温差对结结构的竖竖向错动动效应错动弯矩矩明显轴力重分分配明显显温差对结结构的竖竖向错动动效应针对温差差引起的的竖向错错动效应应，在设计上上对于顶部部几个楼楼层的框框架梁，，配筋应应该适当当加强；；对底部几几个楼层层的柱和和墙，轴轴压比应应适当从从严控制制，以避避免温度度效应引引起的轴轴压比超超限。可以通过过对“外外表构件件”做好好“隔热热”措施施，以减减小结构构的外表表构件温温度与结结构内部部构件温温度的差差值。温差对结结构的水水平伸缩缩效应由于水平平构件（（梁、板板）的伸伸缩受到到竖向构构件（柱柱或墙））的约束束，引发发结构的的水平伸伸缩效应应。哪里约束束强，哪哪里温度度应力大大，这是是特点，，比如：：结构下部部楼层的的梁、板板存在较较大的轴轴拉或者者轴压力力，设计计时宜考考虑偏拉拉。距离较近近的两个个剪力墙墙筒体之之间的连连接构件件，温度度应力显显著。对均匀的的结构平平面，平平面中部部构件的的温度应应力显著著引发筒体体和框架架柱明显显的弯矩矩和剪力力温差对结结构的水水平伸缩缩效应强筒体之之间的水水平构件件，温度度应力显显著温差对结结构的水水平伸缩缩效应均匀结构构平面的的中部，，温度应应力显著著温差对结结构的水水平伸缩缩效应减小水平平伸缩效效应的措措施1）砼低温温入模，，低温养养护，尽尽量降低低砼的终终凝温度度2）设置后后浇带(40m左右)，避开砼砼收缩应应变的高高峰发展展期，从从而有效效释放大大部分的的收缩应应力（最最好60d后浇筑后后浇带，，不少于于30d）3）通过高高湿度养养护、减减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质质量、适适当提高高配筋率率，均可可减小砼砼的收缩缩应变4）改善使使用环境境PMSAP温度度应力分分析温度应力力分析是是PMSAP程序的一一个特色色PMSAP具有较为为完善的的温度应应力分析析功能，，对多高高层建筑筑中的梁、柱、、支撑、、剪力墙墙和楼板板，均可计算算其温度度内力及及变形，，并且可可以把温度内内力考虑虑到构件件配筋设设计中。PMSAP温度度应力分分析温度效应应对结构构的影响响在实际际工程中中经常会会遇到，，可以按按照前面面讲过的的方法在在结构设设计中定定量考虑虑；但由于准准确确定定温差场场的困难难性，以以及混凝凝土实际际存在的的收缩徐徐变、微微裂缝发发展等复复杂情况况，很多多时候通通过在构构造上采采取措施施，来避避免温度度应力的的不利影影响。但即便是是构造上上的定性性的考虑虑，也需需要设计计者对结结构在温温度作用用下产生生的变形形和内力力有一个个整体的的、趋势势上的把把握，以以明确结结构上温温度应力力集中的的部位，，从而有有的放矢矢的采取取措施。。PMSAP温度度应力分分析温度应力力的计算算一般包包括两个个方面：：（1）按照热热传导理理论，根根据弹性性体的热热学性质质、内部部热源、、边界条条件、初初始条件件，计算算弹性体体内各点点在各瞬瞬时的温温度，也也即：决定温度度场。在PMSAP中，我们们不考虑虑这个问问题，温温度场需需要由用用户定义义。PMSAP温度度应力分分析（2）温度场场知道以以后，按按照热弹弹性力学学的理论论，根据据各物质质点的温温度变化化求解其其温度应应力，也也即：决定应力力场，这是PMSAP要着重解解决的问问题。PMSAP温度度应力分分析PMSAP采用有限限元法计计算温度度应力，，构件的的温度变变化对结结构的变变形、内内力的影影响将等等效为某某种荷载载的影响响，或者者说，任任给一种种温度变变化，一一定存在在一种荷荷载，二二者对结结构的变变形、内内力的影影响完全全一样，，这种荷荷载就称称为“等等效荷载载”。这样看来来，如果果能够将将各种构构件的温温度变化化的等效效荷载计计算出来来，接下下来的分分析就与与通常的的分析完完全一样样了，所所以说温温度应力力的分析析，关键键是要把把各种构构件温度度变化的的等效荷荷载弄清清楚。PMSAP温度度应力分分析一维杆件件的温度度等效荷荷载对一维杆杆件，首首先定义义它的局局部坐标标系，局局部系的的x轴定义为为杆轴,y轴和z轴定义为为截面的的两个主主惯性轴轴。瞬时时温度场场在局部部系中的的分布函函数可以以一般地地表达为为：T=f(x,y,z)。一般而而言，自自由杆件件在T=f(x,y,z)的作用下下将同时时发生伸伸缩和弯弯曲。在PMSAP中，我们们考虑一一种最常常用的温温度分布布：温度度在同一一截面上上不变化化，只沿沿着杆轴轴线变化化，也即即T=g(x),这种温度度分布将将使自由由杆件只只发生伸伸缩。PMSAP温度度应力分分析设温度沿沿杆轴线线性变化化：等效荷载载PMSAP温度度应力分分析二维壳元元的温度度等效荷荷载以三角形形壳元为为例进行行说明。。设三角角壳所在在平面为为xy面，法线线为z轴，同杆杆件一样样，我们们只考虑虑形如：：T=f(x,y)的温度场场，这种种温度场场不使自自由壳元元发生弯弯曲，只只使之发发生伸缩缩。设三三角壳的的温度分分布为：：其中：是是面面积坐标标，PMSAP温度度应力分分析等效荷载载（等效效体力部部分）PMSAP温度应应力分析等效荷载（等效面面力部分）PMSAP温度应应力分析步骤1）用PMCAD或者STS-1建立结构模型。2）进入PKPM的“PMSAP”主菜单，然后进入入“补充建模”，，点取“温度荷载”菜单，，在此定义各个楼楼层的各节点的温温度变化值。3）执行“接PM生成PMSAP数据”4）进入“参参数补充及及修改”菜菜单，点取取“参数修修改-〉总信息”，，按照需要修改“温温度荷载参参数”，包包括砼构件效应应折减系数数，温度荷荷载组合系系数，弹性性模量折减减系数等。5）执行“结结构分析与与配筋计算算”6）进入“分分析结果的的图形显示示”察看计计算结果，，包括温度度荷载产生生的结构变变形、构件件内力以及及考虑了温温度荷载组组合的构件件配筋结果果。全楼定义弹弹性膜指定节点温温差PMSAP温度应力力分析注意意事项PMSAP温度应力分分析注意事事项：1）所有楼板板均应定义义成弹性膜膜2）剪力墙应应采用细分分模型3）混凝土构构件的温度度效应宜指指定折减系系数,一般取为0.3如果用温度度模拟砼收收缩，应作作为一个独独立工况，，且相应温温度工况的的属性应指指定为“砼砼收缩”5)如果用温度度模拟预应应力张拉，，也应作为为一个独立立工况，且且相应温度度工况的属属性应指定定为“预应应力”PMSAP温度应力力分析注意意事项6）软件会自自动增加温温度工况的的组合。不不考虑温度度前n种工况，考考虑后变为为2n种。用户可可以调节地地震、风与与温度组合合时的组合合系数。7）温度对““砼梁”产产生的轴轴向拉压力力，pmsap会自动按照照偏心受拉拉或偏心受受压进行截截面设计。。8）温度对““砼板”产产生的轴轴向拉力，，pmsap会自动按照照偏心受拉拉进行截面面设计