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在YJK中如何考虑温度荷载计算

发布于:2023-03-24 10:00:24 来自:建筑结构/盈建科 [复制转发]

    超长结构或者受季节温差影响比较大的结构需要考虑温度作用效应计算。YJK中支持通过定义节点温差来定义温度荷载,软件在有限元整体分析过程中考虑温度荷载对结构的影响。

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温度荷载的简化及定义


      温度荷载引起的构件变形分为两类,一类是构件内外表面温差造成的弯曲,一类是构件 均匀升温或降温造成的伸长或缩短。高层建筑结构出现的温度荷载主要是均匀的普遍升温或降温作用,今天所讲解的内容主要是构件的均匀受温、均匀伸缩的温度荷载加载方式。

      按照《荷载规范》9.3.1的规定,对结构最大温升的工况,升温温差=结构最高平均温度‐ 结构最低初始平均温度;对结构的最大温降的工况,降温温差=结构最低平均温度‐结构最高初始平均温度。

      软件中可以输入“最高升温”和“最低降温”两组温差,分别用以考虑结构的膨胀和收缩两组温度荷载工况。用户在【前处理及计算】下的【温度荷载】中通过输入节点温差来定义温度荷载。首先应指定标准层号,点取【节点温差】或【全楼温差】菜单,在对话框中输入“最高升温” 和“最低降温”两组工况,其中“最高升温”应填正值,“最低降温”应填负值,填零表示该节点无温度变化。输入温差后,选择对应节点来定义节点温差。

      结构的整体升温和降温只设置节点温差即可,设置了节点温差,与节点关联的梁板柱墙构件都可以考虑,设置温差菜单是设置好升温和降温后人工选择需要设置的范围,而全楼温差就相当于全楼升温/降温的一键设置。

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设置温度荷载菜单

      地下室受到周围土的包围约束,一般不会受到较大的温差变化。有时用户把很大的温差变化输入到地下室结构中,导致处于最底层的地下室内力配筋增加很多,而地上各层的内力配筋反而不大,这显然与实际情况不符。一般将升温、降温布置到地上一层及以上的各层,这样才可能计算出突出室外的地上一层受温度荷载影响最大的实际情况。


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楼板模型设置

      因为温度计算要考虑结构在升温和降温下的膨胀与收缩,所以不能按面内强刚考虑,因为面内有无限刚的刚性约束时算不出真实的变形,所以刚性板和弹性板3不合适,计算温度可以定义弹性膜或者弹性板6。

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      刚性楼板假定可以选择第一和第三项,即“不强制采用刚性楼板假定”和“整体指标计算采用强刚,其他计算非强刚”,注意有地下室时,也不要勾选地下室楼板强制采用刚性楼板假定。

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      对于梁柱墙的结果而言,用弹性膜或者弹性板6都是可以的,但若是要看考虑温度的弹性板单元配筋,因弹性膜无面外刚度只有面内刚度,计算板配筋所用的弯矩项通常不合理,导致配筋异常(如下图)。故需要按弹性板6考虑,并且设置弹性板的荷载计算方式为有限元计算,考虑梁与弹性板变形协调。

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等值线中板配筋结果
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参数设置

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板属性设置



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温度工况对于砼构件考虑的收缩徐变折减

      徐培福等编著的《复杂高层建筑结构设计》中对徐变应力松弛给出了如下解释:“温差内力来源于温差变形受到约束。对于因变形受到约束产生的内力,对于钢筋混凝土结构当然 应考虑混凝土的徐变应力松弛特性。为简化计算,建议将上述弹性计算的温差内力乘以徐变 应力松弛系数0.3,作为实际温差内力标准值进入设计。对于钢结构,则不存在徐变应力松弛,温差内力不能折减。”

      软件提供混凝土构件考虑收缩、徐变的折减系数,默认0.3。

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设置混凝土构件考虑收缩、徐变的折减系数      

      软件按材料判断是否应进行温度效应折减,对于混凝土构件,考虑混凝土收缩、徐变的折减,结果中温度工况内力及应力涉及的调整,都是指的此收缩徐变的折减。

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三维内力      

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构件信息    

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等值线内力应力显示

      对于钢构件不折减;对于型钢砼、钢管砼等组合构件,目前偏安全的不考虑折减。如果型钢砼构件想考虑折减,可以在型钢砼构件布置的相关范围,在定义温度荷载时直接按折减后的温差定义。

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荷载组合

      对于温度荷载,软件考虑升温与降温两种工况,分别对每种工况循环进行荷载组合。温度荷载参与组合的方式与活荷载一致,软件对所有活荷载参与的组合均做一遍温度荷载组合,并且温度荷载的分项系数及组合值系数均与活荷载一致。

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荷载组合系数参数设置

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构建信息

      对于风和地震组合,软件默认不考虑温度荷载参与组合,可以通过上图下面两个参数控制是否参与。

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结果查看

      只要设置了温度荷载,软件自动考虑温度组合,最终的梁柱墙配筋是所有基本组合包络设计的结果。可以在标准内力和三维内力菜单查看温度工况的内力。

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      查看楼板的结果需要在等值线菜单查看,所以计算之前需要勾选上【生成绘制等值线用数据】,等值线中支持查看应力、内力及配筋,楼板单元配筋也是由基本组合的内力计算而得,是包络的最大配筋。

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      查看弹性板温度工况下的拉应力状态,有的工程师习惯上在应力选项下查看,但是如果弹性板的计算模型中考虑了面外刚度(弹性板6),则弹性板的应力结果中,弯矩产生的应力可能占主导,查看到的拉应力结果往往较大。这时建议查看内力项中的轴力结果,然后根据轴力反算应力状态,这样可忽略弯矩产生的应力,因此轴力结果能更好的反应轴力的影响。

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      要了解考虑温度后,是弹性板模型的结果,如梁配筋,比刚性板不考虑温度的模型结果还小的可能性是存在的,所以若是想保守起见,可以考虑设置弹性板考虑温度的模型与刚性板不考虑温度的模型包络取大。

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知识点:在YJK中如何考虑温度荷载计算

板温度荷载考虑及计算

这个家伙什么也没有留下。。。

盈建科

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