高层建筑结构为高级超静态结构。超静定结构受温度变化的影响,结构内会产生内力和变形。
最初,人们为了减少或避免温度变化,采用保温隔热措施,将结构隐藏在立面墙内,使结构处于恒温环境中,不受外部温度变化的影响。但是,钢筋混凝土的高层建筑,一般多采用结构露出的设计方案。在这种情况下,结构的内力一定会受到外部温度变化的影响。
高层建筑结构温度内力的温度变化主要有室内外温度差、日照温度差和季节温度差3种。
一般来说。干湿度变化引起的结构内约束力与结构内楼层数量成正比。温度变化引起的结构变形一般有以下几种:
1.柱弯曲
由于室内外的温差作用,引起外柱的一侧膨胀或另一侧收缩,柱截面内应变不均而引起弯曲。
2.内外柱之间的伸缩差
外柱柱列受室外温度影响,内柱柱列受室内空调温度控制,两者的轴向伸缩不一致,便引起楼盖结构的平面外剪切变形。
3.屋顶结构与下部楼层结构的伸缩差
露出的屋顶结构受季节日照的影响,热膨胀冷缩变化大,下部楼层结构的温度变化小,上下层水平部件的伸缩不同,墙壁的剪切变形和剪切裂缝
一般来说,10层以下的建筑物,建筑物平面长度在6Om以下时,温度变化的作用可以忽略。对于10层到30层的建筑物,温差引起的变形逐渐增大。温度作用的大小主要取决于结构暴露的程度、盖结构的刚性和结构的高度。只要适当处理建筑隔热结构和结构钢筋结构,在内力计算中也不考虑温度的作用。对于30层以上或10Om以上的超高层建筑,在设计中一定要注意温度作用,防止建筑物的结构和非结构的破坏。
目前在我国高层建筑结构设计中如何考虑温度作用还没有具体规定。精确实用的内力计算方法和具体有效的结构措施需要进一步研究。
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