文档介绍：厦门北站超长轻薄桁架温度场实测研究
【摘要】本文采用现场实测的方法确定了厦门北站ZHJ2日照温度场以及年温差,得到了ZHJ2在相关条件影响下的温度分布情况,为分析温度作用对桁架影响提供了依据。本文研究成果将为建筑结构温度场实测提供参考和借鉴。
【关键词】钢桁架;超长轻薄;温度场;实测
中图分类号:U445 文献标识码:A
1 工程概况
新建福厦铁路厦门北站是国家“四纵四横”铁路客运专线—沿海快速铁路通道上的一个重要客站,也是东南沿海最大的交通枢纽。站房总面积为162409m2,建筑高度为53m。
屋盖采用钢结构,其中ZHJ2为钢管桁架,跨度为132m,中心宽1m,高约23m,具有超长、轻薄等特点,是整个屋盖体系中最关键的主桁架,如图1所示。夏季日照温差、冬夏季节温差以及正反面形成的迎背光温差都会对ZHJ2的结构受力及变形产生影响。因此,在施工过程中实测ZHJ2的温度场对于研究和分析温度作用对超长轻薄桁架的影响具有十分重要的意义。
图1 正在施工的ZHJ2
2 温度场概念与分类
温度场是指在任一瞬时,所有各点的温度值的总体。建筑结构置于自然环境中,其内外表面处不断地以辐射、对流和传导等方式与周围空气介质进行热交换,从而形成建筑结构复杂的温度分布。按自然环境变化的不同,影响建筑结构温度场的温度作用可分为三种类型,即年温差温度作用、骤然温差温度作用、日照温差温度作用。
3 日照温度场测定
目前,国内绝大部分大型钢结构设计主要考虑年温差的影响,较少工程考虑了日照温差影响。关于温度作用的取值,我国规范尚未有明确规定,现场实测是一种获得结构实际温度场的最好方法之一。
(1)测点布置及测量方法
温度测量采用MZX-212型表面智能数码弦式应变计,测点在桁架正反面对称布置,图2、图3为ZHJ2所有测点布置图,其中测点3,4,5,6,11,12,13,14,17,18为温度测量点。
a) ZHJ2正面(迎光面)测点布置图 b) ZHJ2反面(背光面)测点布置图
图2 ZHJ2测点布置图
测量时间从ZHJ2整体提升开始到ZHJ2两边屋面(屋面一、屋面三)钢结构施工完成结束()。日照温度场的实测主要选取夏季具有代表性的天气进行2-3次全天实测,记录ZHJ2各测点的温度变化情况以及全天最大温差。同时,每天测量各个测点处的温度,得到温度场的季节性变化。
(2)日照温度场实测数据分析
选取最具代表性晴朗天气并且太阳照射强烈的日期(,℃),从早上6点至晚上10点测量各测点的温度,测量结果与合拢温度(22℃)对比如图3所示。
图3 夏季日照下测点逐时温度同合拢温度的比较
由图3可知日照能迅速引起桁架温度场的变化,各测点温度变化趋势基本相同,从早上8点开始温度升高的非常明显,并且在下午13点与14点左右达到最高温度,晚上20点以后基本不再变化;℃,℃,℃
(2)相同位置处迎光面与背光面温度对比
为研究迎光面和背光面温度差异,选取牛腿测点3、4,跨中测点11、12,以及距离支座1/5跨度的下弦杆测点17、18进行对比,如图4所示,由图可