文档介绍：邵弘
特殊荷载的定义、设计和作用分析
1。温度荷载的定义及分析
2。吊车荷载的定义及分析
3。特殊风荷载定义及分析
4。特殊支座的定义及分析
5。总结
1。温度荷载的定义及分析
温度荷载即温度场对结构的影响,有以下几方面问题。
温度的时效问题:冬天和夏天的温度产生的温差将非常大,(如冬天-20、夏天+30,温差50),如果以这个温差作为温度场(温度荷载),计算结构的温度效应将非常大。由于这个温差产生是在一年的时间内发生,结构的反应也是缓慢、变化的。一般情况下结构的温度效应可以考虑瞬间温差(指一天的时间内)。
温度的环境问题:考虑温差对结构的影响,要考虑结构的工作环境,如涂料、内外装修、保温隔热等的影响,要分别考虑施工阶段、使用阶段的结构反应。如果只考虑使用阶段,则施工阶段应考虑相应的保证、保护措施。
温度的梯度问题:温度对构件的影响也不是均匀的。对钢构件由于截面很薄,当温度变化时,可以认为截面中的温度也会产生均匀的变化。但是对混凝土构件则不同,由于截面厚大,表面温度很难达到里面,如下图所示。此时可以认为温度向截面里面是逐渐衰减的。即梯度(线性、非线性)。
线性梯度曲线梯度程序采用不变
程序的做法将导致温度效应偏大较多
温度变化的设计控制
竖向温差的控制:其对结构顶部的梁将引起较大的弯矩、剪力;对结构底部的内外竖向构件会引起较大弯矩、轴力(拉、压)。因此,(1)结构设计宜对底部竖向构件的轴压比留有余地,保证适合的配筋率;顶部若干层梁的配筋也要留有余地。(2)对结构外露应做好保温隔热措施。
水平温差的控制:其对受到剪力墙约束的水平构件(楼板、梁)将会引起较大的轴力,反过来对剪力墙产生较大的剪力。因此,(1)对剪力墙的轴压比、剪压比留有余地,下部楼层梁、板考虑偏心受拉的配筋。(2)主动释放温差变形,如:混凝土低温入模养护、设后浇带、减少混凝土收缩应变、改善使用环境等。
温差定义
节点温差定义
温度作用内力的输出
温度作用的特点
高层建筑结构不仅平面尺寸大,而且竖向的高度也很大,其竖向构件截面尺寸较大,温度变化和混凝土收缩不仅会产生较大的水平方向的变形和内力,而且也会产生竖向的变形和内力。
根据有关资料统计,工程实践中结构物的裂缝原因属于由变形作用(温度、收缩、不均匀沉降)引起的约占80%以上,属于由荷载引起的约占20%左右,可见高层建筑结构设计中考虑变形作用的影响是很重要的,不容忽视。
高层建筑结构的温度变形与应力应该引起设计人员的重视。
有关规定
《高规》宣讲培训材料(P4-17):高层钢筋混凝土结构一般不计算由于温度、收缩而产生的内力。因为一方面高层建筑的温度场分布和收缩参数等都难以准确确定;另一方面混凝土又不是弹性材料,它既有塑性变形,还有徐变和应力松弛,实际的内力要远小于按弹性结构的计算值。
广州白云宾馆(33层、高112m、长70m)的温度应力计算结果表明,温度-收缩应力计算值过大,难以作为设计依据。
曾经计算过温度-收缩应力的其它建筑也遇到类似的情况。