試論高層建筑的結構溫度問題

唐雨飛

摘要：隨著社會的不斷發展，高層建筑已經成為城市化的標志，但是在高層建筑的結構設計和施工過程中，溫度影響是一個較大的問題。本文主要對高層建筑結構溫度問題的影響因素進行分析，并且重點討論了常見的高層建筑溫度結構問題及其改善措施。

關鍵詞：高層建筑；溫度應力；結構溫度問題

隨著經濟的發展，世界人口數量在不斷增加，造成了十分嚴重的土地資源匱乏，所以在現代城市的建設和發展中，高層建筑越來越受歡迎。高層建筑的整體結構是由墻體、抗力結構、樓板等多個基礎結構構成，所以溫度的變化會對整個建筑體系產生較大的影響，會一點點的影響建筑中的每一個結構，所以必須重視高層建筑的結構溫度問題。

1高層建筑結構溫度問題的影響因素

通常情況下，高層建筑在施工的過程中會使用線性分布的方法來檢測結構溫度的分布情況，但是對于不同類型、不同設計的建筑，溫度的作用也會存在一定的差異。比如，在鋼筋混凝土結構的高層建筑中，主要會受到季節溫差、日照溫差的影響而產生溫度問題。季節性溫差的影響是最長的，建筑會受到不同季節的影響而出現熱脹冷縮的問題，這樣對建筑的整體結構會有很大的損傷。而晝夜溫差對施工過程的影響是最大的，所以，一般都需要將高層建筑的內部設置成恒溫，必要的時候需要使用一些外部設備，避免溫差的影響。

1.1季節溫差

我國大多數的地區都會存在季節性溫差，而且這種溫差的變化時間是一個比較長的過程，變化十分的緩慢而且勻速。一般的高層建筑施工時間都比較長，可能會涉及到不同的季節，而且建筑施工的時間也不能確定，只有一個參考的設計方案，所以必須充分的考慮兩種不同的情況。比如在冬季進行施工，那么最后的投入時間可能會在夏季，這樣的溫度變化一定會對建筑產生影響。

1.2日照溫差

日照溫差會受到大氣的溫度、太陽的輻射等多種因素的影響，所以很難進行控制和預計。通常情況下，大氣的溫度會對建筑外墻的影響比較均勻，但是太陽的輻射的變化性比較強，而且建筑墻體的材料、部位等都會影響到其吸收太陽輻射的能力。所以，想要計算日照的溫度差，通常都需要假設陽面以及背陽面的結構溫度是均勻的。

2高層建筑的結構溫度問題及應對措施

2.1混凝土結構的溫度應力

在高層建筑的設計和施工過程中，混凝土是一種重要的材料，占有十分重要的作用，應用也十分廣泛。混凝土建筑具有很好的耐久性、能耗又比較低、而且十分容易加工，加上其可以很好的和鋼材結合，所以非常適合大規模的使用。但是混凝土結構也有一些缺點，比如抗裂性能比較差、抗拉的程度十分低。因為水泥在水化的過程中會放出很多的水化熱，會提高溫度，當其受到空氣的影響而結硬時，又會受到降溫的作用出現體積收縮的現象，這個過程會出現一定的拉應力。另外，混凝土建筑結構也十分容易受到外部溫度的影響，特別是長期在日照比較充足、溫度比較高的環境下，整體結構比較容易被破壞，這也和混凝土結構自身的性質有十分大的關系。因為混凝土的導熱性能相對比較差，當受到較高的外部溫度時會進行熱能的交換，這個時候混凝土表面的溫度會快速的上升，但是其內部的溫度卻不會有太大的變化，這時候就會出現內外溫差的情況，形成一個較大的梯度。由于整個混凝土結構的不同部位的溫度也不同，就會出現變形，再加上受到外部約束力，會使變形產生十分大的溫差應力，會影響到混凝土的施工質量。所以，在實際的施工過程中，必須控制外部的溫度，可以采用外部設備強行降低外部溫度，也可以選擇在夜晚氣溫比較低的時間進行混凝土施工，最大程度的降低溫度問題。

2.2溫度內力問題

高層建筑的溫度問題會涉及到很多的結構，樓板就是其中一個。高層建筑中的樓板面積比較大、厚度小，所以對溫度會有很高的敏感性，尤其是屋面板，十分容易出現裂縫。一般情況下，樓板的溫度問題主要出現在底部的幾層和頂部的幾層。對于底部幾層的樓板，因為底部和基礎的位置比較近，所以樓板會受到框架梁的強約束力，會有很大的應力。而頂部幾層則是因為建筑頂部的溫度變化比較大，會和內部產生較大的約束作用。所以，在對樓板進行計算時，可以使用更加符合實際情況的單元來作為模型，這樣可以減小誤差。而且在劃分單元時，應該盡量的防止三角形單元和矩形單元之間的混用。

3小結

完善高層建筑的結構溫度問題可以很好的提高建筑的安全性和可靠性，但是由于溫度變化具有不確定性，所以必須利用更加科學的方法，進行更加準確的測量。

參考文獻：

[1]黃志兵，鞏艷鳳.超長高層建筑結構溫度問題研究[J].建筑工程技術與設計，2015，（23）：1396-1396.

[2]銀永中，黃中林.論超長高層建筑結構溫度問題[J].建筑工程技術與設計，2015，（21）：1708-1708.

[3]丁鶴.超長高層建筑結構溫度問題研究[J].華章，2011，（27）：350.