荷载及结构设计原理06其他作用

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1、讲授：张玉林荷载及结构设计原理建筑工程技术教研室目录绪论（建筑结构设计与可靠性理论的发展）荷载类型重力侧压力风荷载地震作用其他作用荷载的统计分析结构抗力的统计分析结构可靠度分析结构概率可靠度设计法第六章其他荷载与作用本章内容第一节温度作用第二节变形作用第三节爆炸作用第四节浮力作用第五节行车动态作用第六节预加力第六章其他荷载与作用第一节温度作用一、温度作用基本概念及原理温度作用——因温度变化引起的结构变形和附加力。具体表现：当结构或构件的温度发生变化时，体内任一点（单元体）热变形（膨胀或收缩）由于受到周围相邻单元体的约束（内约束）或边界受

2、到其他结构或构件的约束（外约束），使体内该点产生温度应力。温度作用大小影响因素：环境温度变化约束条件第六章其他荷载与作用第一节温度作用工程约束条件：（1）结构物的变形受到其他物体的阻碍或支承条件的制约，不能自由变形。①框架结构基础梁的伸缩变形受到柱基约束，没有任何变形余地。第六章其他荷载与作用第一节温度作用简支屋面梁温差引起的应力分布大体积混凝土梁水化热引起的应力分布（2）构件内部各单元体之间相互制约，不能自由变形。①简支屋面梁，在日照作用下屋面温度高于室内温度，简支梁沿梁高受到不均匀温差作用，产生翘曲变形，在梁中引起应力。②大体积混凝

3、土梁结硬时，水化热使得中心温度较高，两侧温度偏低，内外温差不均衡在截面引起应力。第六章其他荷载与作用第一节温度作用二、温度应力计算根据不同的结构形式和约束条件考虑温度变化对结构内力和变形的影响。由于温度变化引起的材料膨胀和收缩变形是自由的，故在结构上不引起内力，其变形可由虚功原理计算。存在多余约束，其温度作用效应的计算，一般根据变形协调条件，按结构力学或弹性力学方法确定。静定结构：超静定结构：第六章其他荷载与作用第一节温度作用三、温度变化的考虑温度变化：由气温变化和结构温差引起气温变化：一年中大气气温年温差，通常取最高月和最低月平均气温

4、的差值。我国长江中下游一带大气气温年温差约为30℃。结构温差：由于日照、骤冷等天气原因或高温车间、低温冷库等使用情况造成的结构内外温度差异，应考虑房屋散热和保暖条件，按实际调查情况确定温差取值。第六章其他荷载与作用第一节温度作用钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（m）结构类别室内或土中露天排架结构装配式10070框架结构装配式7550现浇式5535剪力墙结构装配式6540现浇式4530挡土墙、地下室墙壁等类结构装配式4030现浇式3020建筑结构：通常不计算温度应力，采取构造措施《混凝土结构设计规范》、《砌体结构设计规范》、《钢结构设计规范》

5、均有不同的要求第六章其他荷载与作用第二节变形作用变形作用由于外界因素的影响（如结构或构件的支座移动或地基发生不均匀沉降），或自身原因构件发生伸缩变形（如混凝土构件发生徐变），使得结构物被迫发生变形和内力。静定结构：允许产生符合其约束条件的位移，结构内不会产生应力和应变超静定结构：多余约束限制结构自由变形，从而产生应力和应变第六章其他荷载与作用第二节变形作用中部沉降过大引起的正八字裂缝厂房大面积堆载基础下沉一、地基变形的影响砌体结构房屋，地基不均匀沉降在砌体中引起附加拉力或剪力，当附加内力超过砌体本身强度便产生裂缝。单层厂房，因地面大面积

6、堆载造成基础下沉，使柱身在附加弯矩作用下开裂。第六章其他荷载与作用第二节变形作用刚架桥右侧支柱下沉引起裂缝连续梁桥两端桥台沉陷引起裂缝刚架桥，当右端支柱基础下沉，刚架梁柱相应产生附加弯矩。横梁节点处产生裂缝。连续梁桥，墩台沉降不均匀引起梁内附加力，如两端桥台下沉较大，则中间桥墩上梁身所受负弯矩增大，顶部会产生自上而下的裂缝。第六章其他荷载与作用第二节变形作用二、混凝土收缩和徐变混凝土收缩：混凝土在硬化时，由于水泥胶体的凝缩和干燥失水以及碳化作用引起的体积减小的现象。如果受到外部支承条件或内部钢筋的约束，会在混凝土中产生拉应力，加速裂缝的

7、产生和发展，影响构件的耐久性和疲劳强度等性能。工程设计中如何考虑？第六章其他荷载与作用第二节变形作用应考虑混凝土收缩变形计算结构附加内力，但常常通过构造措施降低和避免收缩影响，而不去计算收缩应力。（1）限制结构物伸缩缝距离，控制结构不要过长；（2）设置后浇带减少混凝土早期收缩影响；（3）收缩应力较大部位加强配筋；（4）采用补偿收缩混凝土，设置膨胀加强带，抵销收缩变形和约束应力等。例如：第六章其他荷载与作用第二节变形作用设置后浇带后浇沉降带、后浇收缩带、后浇温度带第六章其他荷载与作用第二节变形作用混凝土徐变：荷载的长期作用下，混凝土的变形

8、随时间而增长的现象。（1）对钢筋混凝土受压构件，徐变将荷载卸载给钢筋，使构件中钢筋的应力或应变增加，混凝土应力减小，有利于防止和减小结构物裂缝的形成。（2）徐变对结构也有不利影响，如受弯构件受压区混凝土的徐