超長地下結構溫度效應分析及工程應用

黃景銘

0 引言

熱脹冷縮是建筑物的普遍特性，一座建筑物，尤其是超長建筑，從施工到投入使用，結構所承受的溫度作用在各階段是不同的，相應的溫度作用效應也會隨之發生改變，只有充分分析建筑物在各個階段所承受的溫度荷載類型，采用合適的溫度荷載計算方法，確定溫度作用計算工況，才能為進行結構溫度作用效應計算作好準備。

1 溫度參數的確定

廈門地區溫度計算基本參數取值:夏季室外日平均氣溫為35.6℃;冬季室外日平均氣溫為4℃。室內溫度計算取值:正常工作情況(有空調)夏季為28℃;冬季為18℃;非正常工作情況(無空調)夏季為35.6℃;冬季為7℃。結構混凝土終凝溫度取值10℃～25℃，根據該工程實際情況可取:冬季的混凝土終凝溫度T=10℃;夏季的混凝土終凝溫度T=25℃。

2 溫度荷載的確定

2.1 混凝土收縮轉化為等效溫差取值

混凝土溫差自由應變為:

其中，α為混凝土線膨脹系數，α=10-5/℃。

結合該工程實際情況，考慮結構設置后澆帶(兩個月)，可認為混凝土已完成大部分收縮變形，據有關文獻[2]后期殘余變形僅為5.0×10-5。因此，混凝土收縮當量溫差為:

2.2 季節溫差

季節性溫度的變化是一個長期的過程，溫度變化呈現緩慢而勻速的發展態勢。季節溫差由結構正常使用時結構構件中面計算溫度T中與混凝土終凝溫度T凝之差來計算:

考慮施工過程中的結構混凝土自身收縮作用，只需將混凝土收縮等效溫差與季節溫差進行疊加，一并計算。

2.3 溫度驟變

廈門地區冬季極端最低氣溫平均值為-4.5℃，夏季極端最高氣溫平均值為39℃。……