遼寧省圖書館超長溫度應力分析

王 哲

（遼寧省建筑設計研究院,遼寧 沈陽 110005）

引言

溫度作用效應從宏觀上看，溫差效應包括豎向溫差效應和水平溫差效應。對于高度不太高而平面尺寸卻較大的結構形式，其水平溫差引起的效應不可忽略。從構件而言，由季節變化、太陽輻射等因素造成的溫差可以分為兩類，一類是構件自身內外表面的溫差，即局部溫差；另一類是構件中面的溫差，即某一時刻構件中面溫度與混凝土終凝溫度的差值，稱為整體溫差。其中局部溫差不對結構整體產生影響，故所謂的水平溫差效應主要是由整體溫差產生。

對于平面尺寸較大的結構形式，眾多的豎向構件不可避免的對混凝土樓層沿水平方向變形產生較大約束。當樓層出現負溫差時，梁板因收縮而受拉；同時，周圍豎向構件受到相應的水平剪力作用，產生了水平方向的剪切變形。

本文針對遼寧省圖書館的溫度應力，運用有限元進行模擬分析，探索其中的溫度應力規律。

工程概況

遼寧省圖書館位于遼寧省沈陽市東陵區，平面為矩形，長約190m、寬約190m，地上四層（局部有夾層），地上層高分別為4.5m、4.5m、6m和6m；地下一層層高為6.0m。總建筑面積約10萬平方米。遼寧省圖書館平面分為上段、中段、下段、左段、右段，尺寸見圖1-1。各段之間連接處設伸縮縫，除左段外，各段長度均超過100m，溫度對結構的影響較大，需進行溫度應力分析。

圖1-1 遼寧省圖書館平面圖

遼寧省圖書館的下部結構采用鋼筋混凝土框架－剪力墻結構，剪力墻和樓板為鋼筋混凝土構件，框架柱、框架梁絕大部分為鋼筋混凝土構件，個別柱為鋼骨-混凝土柱，個別框架梁為工字形鋼梁。……