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4.7 温度作用


4.7.1 温度作用应考虑气温变化、太阳辐射及使用热源等因素,作用在结构或构件上的温度作用应采用其温度的变化来表示。

4.7.2 计算结构或构件的温度作用效应时,应采用材料的线膨胀系数。

4.7.3 基本气温应采用50年重现期的月平均最高气温和月平均最低气温。对于金属结构等对气温变化较敏感的结构,应适当增加或降低基本气温。

4.7.4 均匀温度作用的标准值应按下列规定确定:

     1 对结构最大温升的工况,均匀温度作用标准值应为结构最高平均温度与最低初始平均温度之差;

     2 对结构最大温降的工况,均匀温度作用标准值应为结构最低平均温度与最高初始平均温度之差。

4.7.5 结构最高平均温度和最低平均温度,应基于基本气温根据工程施工期间和正常使用期间的实际情况,按热工学原理确定。

4.7.6 结构的最高初始平均温度和最低初始平均温度应根据结构的合拢或形成约束时的温度确定,或根据施工时结构可能出现的温度按不利情况确定。

4.7.7 温度作用的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数分别取0.6、0.5 和0.4。

条文说明

4.7.1 本条规定了确定温度作用的基本原则。

4.7.2 本条规定了计算温度作用时的热膨胀系数应当采用线膨胀系数。

4.7.3 基本气温是气温的基准值,是确定温度作用所需要的最主要的气象参数。基本气温一般是以气象台站记录所得的某一年极值气温数据为样本,经统计得到的具有一定年超越概率的最高和最低气温。采用什么气温参数作为年极值气温样本数据,目前还没有统一模式。欧洲规范EN1991-1-5:2003采用小时最高和最低气温;国内在建筑结构设计中采用的基本气温并不统一,钢结构设计有的采用极端最高最低气温,混凝土结构设计有的采用月平均最高最低气温,这种情况带来的后果是难以用统一尺度评判温度作用下结构的可靠性水准,温度作用分项系数及其他各系数的取值也很难统一。因此本条将基本气温定义为50年重现期的月平均最高气温和月平均最低气温。

     对于热传导速率较慢且体积较大的混凝土及砌体结构,结构温度接近当地月平均气温,可直接取用月平均最高气温和月平均最低气温作为基本气温。对于热传导速率较快的金属结构或体积较小的混凝土结构,它们对气温的变化比较敏感,这些结构要考虑昼夜气温变化的影响,必要时应对基本气温进行修正。气温修正的幅度大小与地理位置相关,可根据工程经验及当地极值气温与月平均最高和最低气温的差值酌情确定。

4.7.4 本条规定了均匀温度作用的计算方法。均匀温度作用对结构影响最大,也是设计时经常考虑的,其取值及结构分析方法较为成熟。对室内外温差较大且没有保温隔热面层的结构,或太阳辐射较强的金属结构等,应考虑结构或构件的梯度温度作用,对体积较大或约束较强的结构,必要时应考虑非线性温度作用,对梯度和非线性温度作用的取值及结构分析目前尚没有较为成熟统一的方法。因此,本规范仅对均匀温度作用作出规定,其他情况设计人员可参考有关文献或根据设计经验酌情处理。

     以结构的初始温度(合拢温度)为基准,结构的温度作用效应要考虑温升和温降两种工况。这两种工况产生的效应和可能出现的控制应力或位移是不同的,温升工况会使构件产生膨胀,而温降则会使构件产生收缩,一般情况都应校核。

     气温和结构温度的单位采用摄氏度,零上为正,零下为负。温度作用标准值的单位也是摄氏度,温升为正,温降为负。

4.7.5 本条规定了建筑结构温度的确定原则。结构最高或最低平均温度一般是指结构在夏季或冬季的平均温度。影响结构平均温度的因素较多,需要结合施工和正常使用期间的实际情况加以确定。比如对于有围护的室内结构,需要考虑室内外温差的影响;对于暴露于室外的结构或施工期间的结构,需要依据结构的朝向和表面吸热性质考虑太阳辐射的影响。而地下室与地下结构的温度,还需要考虑离地面深度的影响。

4.7.6 本条规定了结构的初始气温确定原则。混凝土结构的合拢温度一般可取后浇带封闭时的月平均气温。钢结构的合拢温度一般可取合拢时的日平均温度,但当合拢时有日照时,应考虑日照的影响。结构设计时,往往不能准确确定施工工期,因此,结构合拢温度通常是一个区间值。这个区间值应包括施工可能出现的合拢温度,即应考虑施工的可行性。

4.7.7 本条规定了温度作用的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数。

 

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工程结构通用规范 GB55001-2021
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