高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問(wèn)題與設(shè)計(jì)對(duì)策分析

易圣濱 湖南省岳陽(yáng)市華容縣第一中學(xué)

伴隨著建筑事業(yè)的發(fā)展，各類高層、超長(zhǎng)建筑物誕生，此類建筑容易受到溫度應(yīng)力、結(jié)構(gòu)溫度形變因素的影響，可能在建造過(guò)程中出現(xiàn)形變與裂傷，引發(fā)建筑物裂縫，影響建筑物的安全性，為了解決這一問(wèn)題，必須要關(guān)注高層建筑的結(jié)構(gòu)溫度，采用科學(xué)的處理措施。

1 溫度因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的不利影響

溫度與收縮應(yīng)力是導(dǎo)致建筑混凝體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要誘因，從結(jié)構(gòu)本身因素來(lái)看，高層建筑往往采用超常結(jié)構(gòu)，由于構(gòu)件自身的水化和收縮因素，容易導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)不均勻變化，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力增大，出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。同時(shí)，外部溫度的變化也會(huì)致使構(gòu)件熱脹冷縮，導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)不均勻變形，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束應(yīng)力，這種約束應(yīng)力會(huì)對(duì)建筑物的長(zhǎng)度、高度產(chǎn)生影響。我們時(shí)?？梢园l(fā)現(xiàn)，在很多大跨度、高聳、薄壁建筑物中，常常存在結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的問(wèn)題，影響了建筑物的安全性，因此，溫度問(wèn)題必須作為一個(gè)重點(diǎn)考慮對(duì)象。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)溫度問(wèn)題分析

2.1 溫差的類型

由于高層建筑結(jié)構(gòu)溫度造成的溫差有季節(jié)性溫差、晝夜溫差兩類。季節(jié)性溫差的形成是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，對(duì)建筑的影響也是循序漸進(jìn)的，從夏季到冬季是一個(gè)緩慢的過(guò)程，在熱脹冷縮因素的影響下，高層建筑處于受拉伸狀態(tài)。而從冬季到夏季，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)逐步膨脹，無(wú)論是收縮過(guò)程，還是膨脹過(guò)程，對(duì)于建筑物的危害都非常大。

晝夜溫差也是影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素，為了滿足需求，現(xiàn)代建筑內(nèi)部往往要求恒溫，利用空調(diào)機(jī)來(lái)維持恒溫，而建筑中的剪力墻與墻體是暴露在外部的，會(huì)隨著光能輻射、大氣溫度的變化產(chǎn)生變化。

2.2 結(jié)構(gòu)溫度分析

在高層建筑溫度工況的設(shè)計(jì)上，需要遵循嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)，目前我們常用的標(biāo)準(zhǔn)就是采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范，在參數(shù)的設(shè)定上，需要考慮到季節(jié)因素的要求。且如果地理位置存在差異，室外氣溫極差值與平均氣溫也會(huì)存在差異，在分析結(jié)構(gòu)溫度的相關(guān)因素時(shí)，需要關(guān)注正常工作和非正常工作條件下室溫的總體情況。

在溫度荷載的確定方面，常用的方法有幾個(gè)類型:

第一,混凝土收縮與等效溫差的轉(zhuǎn)化:高層建筑澆筑混凝土，在硬化干縮、水化降溫過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)體積收縮的問(wèn)題，具體的收縮過(guò)程，與混凝土齡期有一定的關(guān)聯(lián)，以及時(shí)澆筑混凝土用為例，收縮應(yīng)變累積極限值為 ，這會(huì)受到多種因素的影響，如水灰比、骨料才智、水泥含量、骨料細(xì)度、水泥物質(zhì)組成，每一種物質(zhì)的含量發(fā)生變化，都會(huì)對(duì)相關(guān)的參數(shù)產(chǎn)生影響。為了解決這一問(wèn)題，業(yè)界認(rèn)為，對(duì)于90天以上的結(jié)構(gòu)澆帶，需要將溫差溫度控制在5℃左右。

第二,季節(jié)溫差的因素:季節(jié)溫差是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，對(duì)于建筑物會(huì)產(chǎn)生均勻、緩慢的影響，為此，在高層建筑的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)溫度T以及T凝之差進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，任何一個(gè)高層建筑，都無(wú)法計(jì)算出確切的施工時(shí)間，只能盡可能提供完善的方案設(shè)計(jì)。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到兩種情況下的施工情況，如果在冬季，混凝土終凝溫度偏低，在夏季，溫度較高，會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膨脹，如果在夏季施工，那么就是完全相反的情況。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡可能的考慮到該種因素的影響。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問(wèn)題的設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施

3.1 科學(xué)選擇建筑構(gòu)造

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要遵循“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的原則，并采用相應(yīng)的構(gòu)造措施，強(qiáng)化薄弱為主，提高建筑構(gòu)件的延性，充分考慮到溫度應(yīng)力因素的影響，避免產(chǎn)生薄弱層問(wèn)題，控制好鋼筋錨固度，提高抗震效果。

3.2 合理設(shè)置計(jì)算簡(jiǎn)圖

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算，需要基于計(jì)算簡(jiǎn)圖為基礎(chǔ)，計(jì)算簡(jiǎn)圖是否精準(zhǔn)影響著高層建筑結(jié)構(gòu)安全性，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖，根據(jù)簡(jiǎn)圖來(lái)選擇構(gòu)造方式，將簡(jiǎn)圖誤差控制在許可范圍內(nèi)。

3.3 合理選擇結(jié)構(gòu)方案

一個(gè)科學(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不僅要迎合其在經(jīng)濟(jì)方面的要求，而且還需迎合其在結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)體系方面的要求，要求結(jié)構(gòu)體系受力明確且傳力簡(jiǎn)單。比如，在同一結(jié)構(gòu)單元中，必須選擇同樣的結(jié)構(gòu)體系，而倘若這個(gè)高層建筑位于地震區(qū)，還需確保其滿足建筑在平面與豎向上的原則。同時(shí)，在制定結(jié)構(gòu)方案時(shí)，需在綜合分析建筑工程地理?xiàng)l件、施工條件與設(shè)計(jì)需求、材料等多方面因素的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其同水電等設(shè)備專業(yè)方面的有機(jī)協(xié)調(diào)，進(jìn)而得到符合各方面條件的結(jié)構(gòu)方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

在城市化進(jìn)程的發(fā)展下，各類高層建筑相繼出現(xiàn)，在高層建筑的使用過(guò)程中，會(huì)由于各類因素的影響出現(xiàn)結(jié)構(gòu)溫度問(wèn)題，影響建筑的正常使用。本文針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)溫度問(wèn)題進(jìn)行分析，并針對(duì)具體的設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了分析。

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