2014全国一、二级注册结构工程师专业考试教程
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1.9 温度作用

1.9.1 一般规定

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温度的变化来表示。

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αT。常用材料的线膨胀系数可按表1.9-1采用。

表1.9-1 常用材料的线膨胀系数αT

978-7-111-45870-8-Chapter01-260.jpg

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

1.9.2 基本气温

1.基本气温可采用按《荷载规范》附录E规定的方法确定的50年重现期的月平均最高气温Tmax和月平均最低气温Tmin。全国各城市的基本气温值可按荷载规范附录E中表E.5采用。当城市或建设地点的基本气温值在《荷载规范》附录E中没有给出时,基本气温值可根据当地气象台站记录的气温资料,按《荷载规范》附录E规定的方法通过统计分析确定。当地没有气温资料时,可根据附近地区规定的基本气温,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可比照《荷载规范》附录E中图E.6.4和图E.6.5近似确定。

2.对金属结构等对气温变化较敏感的结构,宜考虑极端气温的影响,基本气温TmaxTmin可根据当地气候条件适当增加或降低。

1.9.3 均匀温度作用

1.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按下式计算:

ΔTk=Ts,max-T0,min (1.9-1)

式中 ΔTk——均匀温度作用标准值(°C);

Ts,max——结构最高平均温度(°C);

T0,min——结构最低初始平均温度(°C)。

(2)对结构最大温降的工况,均匀温度作用标准值按下式计算:

ΔTk=Ts,min-T0,max (1.9-2)

式中 Ts,min——结构最低平均温度(°C);

T0,max——结构最高初始平均温度(°C)。

2.结构最高平均温度Ts,max和最低平均温度Ts,min宜分别根据基本气温TmaxTmin按热工学的原理确定。对于有围护的室内结构,结构平均温度应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,宜依据结构的朝向和表面吸热性质考虑太阳辐射的影响。

3.结构的最高初始平均温度T0,max和最低初始平均温度T0,min应根据结构的合拢或形成约束的时间确定,或根据施工时结构可能出现的温度按不利情况确定。如黑龙江北安市某拱坝冬期施工,合拢时最高初始平均温度T0,max=2°C,而结构最低平均温度查《荷载规范》附录E表E.5为Ts,min=-35°C;桂林市某工程夏季施工,合拢时最低初始平均温度T0,min=20°C,而结构最高平均温度查《荷载规范》附录E表E.5为Ts,max=36°C。

【例1.9-1】 某悬臂混凝土梁长5m,夜间结构最低初始平均温度20°C,中午结构最高平均温度35°C,从夜间至中午,梁伸长____mm。

(A)0.75 (B)1.00 (C)9.80 (D)0.05

答案:(A)

解答:梁在均匀温差ΔTk作用下将产生自由伸长ΔL=αTΔTkL

由表1.9-1(《荷载规范》表9.1.2)查得αT=10×10-6;由式(1.9-1)(《荷载规范》式(9.3.1-1))得

ΔTk=Ts,max-T0,min=35-20=15(°C)

ΔL=10×10-6×15×5=75×10-5(m)=0.75(mm)

【例1.9-2】 混凝土梁跨中由永久荷载标准值产生的弯矩为50kN·m,由活荷载标准值产生的弯矩为10kN·m,温度作用产生的弯矩标准值为10kN·m,由永久荷载控制的弯矩设计值为____kN·m,调整系数γL=1.0,可变荷载的组合值系数ψc=0.7。

(A)85.7 (B)90.6 (C)76.6 (D)60.6

答案:(A)

解答:由1.1.2节4(1)5)(《荷载规范》3.2.4条)得永久荷载的分项系数γG=1.35,可变荷载的分项系数γQ=1.4;由1.9.1节3(《荷载规范》9.1.3条)得温度作用的组合值系数ψT=0.6。

由式(1.1-3)(《荷载规范》式(3.2.3-2))得

Md=1.35×50+1.4×1×0.7×10+1.4×1×0.6×10=85.7(kN·m)