高層建筑結構為高級超靜態結構。超靜定結構受溫度變化的影響,結構內會產生內力和變形。
最初,人們為了減少或避免溫度變化,采用保溫隔熱措施,將結構隱藏在立面墻內,使結構處于恒溫環境中,不受外部溫度變化的影響。但是,鋼筋混凝土的高層建筑,一般多采用結構露出的設計方案。在這種情況下,結構的內力一定會受到外部溫度變化的影響。
高層建筑結構溫度內力的溫度變化主要有室內外溫度差、日照溫度差和季節溫度差3種。
一般來說。干濕度變化引起的結構內約束力與結構內樓層數量成正比。溫度變化引起的結構變形一般有以下幾種:
1.柱彎曲
由于室內外的溫差作用,引起外柱的一側膨脹或另一側收縮,柱截面內應變不均而引起彎曲。
2.內外柱之間的伸縮差
外柱柱列受室外溫度影響,內柱柱列受室內空調溫度控制,兩者的軸向伸縮不一致,便引起樓蓋結構的平面外剪切變形。
3.屋頂結構與下部樓層結構的伸縮差
露出的屋頂結構受季節日照的影響,熱膨脹冷縮變化大,下部樓層結構的溫度變化小,上下層水平部件的伸縮不同,墻壁的剪切變形和剪切裂縫
一般來說,10層以下的建筑物,建筑物平面長度在6Om以下時,溫度變化的作用可以忽略。對于10層到30層的建筑物,溫差引起的變形逐漸增大。溫度作用的大小主要取決于結構暴露的程度、蓋結構的剛性和結構的高度。只要適當處理建筑隔熱結構和結構鋼筋結構,在內力計算中也不考慮溫度的作用。對于30層以上或10Om以上的超高層建筑,在設計中一定要注意溫度作用,防止建筑物的結構和非結構的破壞。
目前在我國高層建筑結構設計中如何考慮溫度作用還沒有具體規定。精確實用的內力計算方法和具體有效的結構措施需要進一步研究。
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