12
2011
02

浅谈温度作用计算

目前的设计工程中很多都要进行温度作用计算,但现行的荷载规范对温度作用的计算没有明确的规定,因此在具体执行过程中就有很多模糊的问题存在,偶一直也有很多问题自己也稀里糊涂的。春节前看到了《建筑结构荷载规范》(征求意见稿),单独对温度作用进行了一个章节的规定,偶在学习这些新规范和实践的过程中总结了一下设计中应该注意的问题,分享给大家。

由于统计上的不确定性和时间的变化,这里我们讲的温度作用一般都有一个区间的概念,如结构合拢温度是一个区间,结构使用过程中的温度也是一个区间。结构整体温度计算主要考虑两种工况:最大升温工况和最大降温工况,其关系及取值如下示意图所示:

结构最高平均温度和最低平均温度的确定

结构最高平均温度和最低平均温度由分别最高、最低基本气温确定。“对暴露于环境气温下的室外结构,结构最高平均温度和最低平均温度一般可分别取基本气温最高值和最低值”;“对室内结构,结构最高平均温度和最低平均温度一般可依据室内和室外的环境温度按热工学的原理确定,可近似地取室内外环境温度的平均值”。对于暴露的结构(尤其是钢结构),考虑到施工阶段太阳暴晒的影响,结构的最高平均温度应予以适当增大,具体的增大值和结构朝向和表面材料的颜色均有关系,新规范给出的建议是最大增加15度即可,偶在和院总沟通过程中发现普便认为增加20度为宜,因此为了防止审图提出疑义,最好设计时一次把温度加到位。

关于基本气温新规范给出了每个地区的统计值,由于是月平均温度一般不能包住极值温度,因此应根据此值适当放大做为设计依据。

结构合拢温度的确定

钢结构在设计时一般要明确结构的合拢温度,也就是最高和最低初始温度,这一般和施工时的时间有很大关系,但设计不可能等到施工那一天才进行温度作用计算,因此需有预定一个合拢温度。个人认为,这个温度区间要尽量对施工时的温度有一个合理的预见,使施工单位有实施的可能性,区间不能太小(否则施工没法保证),也不能太大(否则温度作用过大)。在没有确切资料的情况下,新规范对合拢温度给出了一个量化的取值方法,即在最高、最低的基本气温区间内按3:4:3的比例等分,中间的区间值即可合拢温度区间(见示意图)。实际施工时的合拢温度可取为合拢当日的日平均气温。

温度作用的分项系数和组合值系数

这两个系数在新规范中也有了明确,即分项系数按可变荷载取1.4,组合值系数取0.6。偶以前分项系数一直取1.3,组合值系数取0.65,其实差别不大,但有了依据还是按规范来做的好。

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