PMSAP温度应力分析

某医院住院楼结构设计摘要：某医院的住院楼，重点设防类建筑，框架剪力墙结构，长宽比较大，核心筒偏置。

6层以上有斜柱转换和大悬挑，结构设计上采取抗震加强措施。

关键词：平面超长；核心筒偏置；高装配率；大悬挑；斜柱转换1工程概况本项目地下2层，地上20层，建筑高度82.85m，结构计算房屋高度82.5m，结构平面尺寸81.8mx32.4m，短方向在地上六层以上楼层收进一跨。

结构体系采用钢筋混凝土装配整体式框架-现浇剪力墙结构。

图1 三维模型图2建筑分类等级本项目建筑结构安全等级为一级，结构重要性系数1.1。

抗震设防类别为重点设防类，工程地址在成都七度区，按八度区的要求加强其抗震措施。

抗震等级为框架一级、剪力墙一级，角部大悬挑和斜柱相关范围的抗侧力构件抗震等级提升为特一级。

地基基础设计等级与抗浮工程设计等级为甲级。

地下室防水等级为一级。

3平面布置由于建筑功能布置的原因，核心筒剪力墙仅能布置在北侧左右两端，导致南北侧刚度差异大。

图2 典型楼层结构平面布置图通过加大南侧框架梁柱截面、并适当减小北侧框架梁柱截面，调整刚度布置减小偏心率，结构自振周期及周期比统计如下：表1 结构自振周期表从周期结果来看，第一周期呈纯平动，第二周期平动系数超过70%，周期比0.79，并且平动周期的转角与主轴方向相差小于15%，计算结果满足规范要求，且结构自振周期良好。

长边超过80m，属于平面超长结构，在每层中央设置伸缩后浇带，加强长向梁上部通长纵筋；采用PMSAP做温度应力分析，考察温度荷载组合下楼板应力、构件内力及构件配筋结果。

根据相关资料，最大温降工况：△T k=5-30=-25℃。

采用全楼设弹性膜的模型进行计算分析，主要计算结果如下：表2 温度应力组合下标准层楼板主应力在温度荷载组合下，标准层大面积楼板的主拉应力小于混凝土抗拉强度设计值，局部与剪力墙连接的板主拉应力略大于混凝土抗拉强度设计值，配筋率提升至0.25%进行双层双向通长配筋，来抵抗楼板拉应力。

空间结构建模 Spas CAD
建研科技股份有限公司 张欣
Spas可处理的问题
• • • • • • • • • • … 斜柱斜墙。 自定义荷载工况与自定义荷载组合 通用弹簧阻尼支座 满应力优化设计 结构的屈曲分析 温度应力的分析 预应力、混凝土收缩应力的模拟 斜板、厚板转换层等弹性楼板的应力计算与配筋 设计 中（大）震弹性、中（大）震不屈服设计 动力时程分析
模型检查
这两种重合检查如果采用一般的几何关系判断， 都会导致计算效率异常低下。SpasCAD针对建筑 结构特点，采用特殊算法，把几个小时甚至几十 个小时的计算量，在几秒内完成。 对于重合网格，还进一步设计了自动排除重合的 功能。
模型检查_pm的辅助排错
对于错层，越层，斜杆对位等复杂而容易出错的 pm建模操作，利用SpasCAD的检查功能可以辅助 设计。
1.SpasCAD能分离建模，然后将模型拼装到一起。 2.如上模型的多次拼装组合。 3.插入点。
>Excel表格_命令流建立网格模型
1.导入导出spt文本格式。能直接在excel中编辑。 2.巧妙修改注释行的作用。
节点 注释行 格式行
网格
Excel表格_荷载类型定义
复杂结构中存在大量的荷载类型，也可以用excel的方式来导 入。
模型统计
1.当前程序运行目录， 版本等。
模型统计
2.总信息。 3.层统计，特殊杆件。 4.截面统计。
模型的快速生成
>Spas和PM的联合应用 1.1组合结构框架部分
1. 对于体育场，机场等结构，经常由下部砼框架，上部框架网 架组成。对于框架部分，往往比较规则，此时用pm建模并导 入，再用子结构拼装上部结构的方式，是最方便快捷的。 导入后对荷载的处理方式不同，板自重，屈服方式和有限元 方式。斜板荷载，投影和板面积。 子结构拼装时的拖动和定位点。(拖动和移动，节点合并) 子结构的选择集。 对截面的合并。

超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点：温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用，具有以下特点：1）温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用，属于间接作用；2）温度作用随外界环境的变化而变化，有明显的时间性，属于可变作用；3）建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响，因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程；4）引起结构温度变化因素很多，有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素（如火灾）等，诱因多样性使温度作用有别于其它（荷载）作用。

二、温度作用的规范规定：2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知，结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。

表1为常用材料线膨胀系数αT，可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。

正因为如此，在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。

材料确定的情况下，长度越长，温度作用越大。

在完全没有约束的情况下，总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃，梁长度将增加或减少20mm；如果端部的变形完全受到约束，将在梁内部产生约2160KN（按强度等级为C30计算）的轴向压力或拉力，该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。

T实际结构不可能没有约束，总会在结构中产生温度应力，当结构长度较小时，可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。

现行规范根据不同的结构形式给出该长度（温度区段长度）经验值，详见表2，当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。

表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)建筑结构设计时，应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应，如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。

当结构或构件在温度作用和其他可能组合的荷载共同作用下产生的效应（应力或变形）可能超过承载能力极限状态或正常使用极限状态时，比如结构某一方向平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度、结构约束较大、房屋高度较高等，结构设计中一般应考虑温度作用。

超长结构温度应力计算探讨一、温度作用的特点:温度作用是在规定时期内结构或结构构件由于温度场变化所引起的作用,具有以下特点:1温度作用是由结构材料“热胀冷缩”效应被结构内、外约束阻碍而在结构内产生的内力作用,属于间接作用;2温度作用随外界环境的变化而变化,有明显的时间性,属于可变作用;3建筑结构从开始建造到拆除都会受到所处温度场影响,因而温度作用伴随着结构的生命全周期过程;4引起结构温度变化因素很多,有气候季节变化、太阳暴晒辐射和其它人为因素(如火灾等,诱因多样性使温度作用有别于其它(荷载作用。

二、温度作用的规范规定:2.1什么时候需要进行温度作用计算根据温度作用的特点可知,结构中产生的温度作用大小主要与结构材料线膨胀系数和结构长度有关。

表1为常用材料线膨胀系数αT,可见结构钢和混凝土的线膨胀系数非常接近。

正因为如此,在计算钢筋混凝土结构的温度作用时才可以只按混凝土一种材料近似考虑。

材料确定的情况下,长度越长,温度作用越大。

在完全没有约束的情况下,总长为100m、截面为600x600的普通混凝土梁温度每升高或降低20℃,梁长度将增加或减少20mm;如果端部的变形完全受到约束,将在梁内部产生约2160KN(按强度等级为C30计算的轴向压力或拉力,该力约为混凝土轴向抗拉强度标准值的3倍。

表1: 常用材料的线膨胀系数αT材料线膨胀系数αT(×10-6/℃轻骨料混凝土7普通混凝土10砌体6~10钢,锻铁,铸铁12不锈钢16铝,铝合金24实际结构不可能没有约束,总会在结构中产生温度应力,当结构长度较小时,可忽略温度应力和温度变形对结构的影响。

现行规范根据不同的结构形式给出该长度(温度区段长度经验值,详见表2,当结构超出该长度时才有必要进行温度作用计算。

表2: 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m结构类型室内或土中露天排架结构装配式100 70框架结构装配式75 50 现浇式55 35剪力墙结构装配式65 40 现浇式45 30挡土墙、地下室墙壁等类结构装配式40 30 现浇式30 20建筑结构设计时,应首先采取有效构造措施来减少或消除温度作用效应,如设置结构的活动支座或节点、设置温度缝、采用隔热保温措施等。