砌体结构温度应力分析

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1、第!"卷第#期南&京&工&业&大&学&学&报189:!"+8:#!$$#年%月’()*+,-(.+,+’/+0)+/12*3/45(.4267+(-(053;<:!$$#砌体结构温度应力分析=，!=>王振波，张卫东，杨春河（=?南京工业大学土木工程学院，江苏南京!=$$$%；!?大连理工大学结构工程博士后科研流动站，辽宁大连==@$!A；>?江苏省工业设备安装公司，江苏南京!=$$$!）摘&要：为探讨砌体结构温度裂缝机理，对一砌体结构墙体与屋面板的温度场进行了实测，得到了砌体结构墙体与屋面板随时间的温度分布，给

2、出了砌体结构建筑温度场的变化规律，在实测温度场的基础上，用有限元法对整体结构进行了温度应力分析，并给出了考虑干缩影响的温度应力计算方法。研究结果为控制砌体结构温度裂缝提供了参考。关键词：砌体结构；温度场；温度应力；有限元!中图分类号：4)>@!；$>A>；4B=!#&&&文献标识码：,&&&文章编号：=@"=C"@A>（!$$#）$#C$$!=C$@&&砌体结构是我国民用建筑的主要结构形式之一，因砌体结构房屋具有投资小、施工方便、可广泛=&砌体结构建筑温度场的实测分析利用地方材料等优势，所以在新建的多层住宅、学

3、校、医院、科研用房中得到了广泛应用。调查统计表测试对象为#层民用住宅楼，该楼平面形状为明，在现有的多层民用建筑房屋中，%$D以上是砌体一字形，建筑朝向为南偏东=$F，由>个单元组成，结构。但砌体结构在具有上述优点的同时，也存在顶层加隔热层。测试仪器采用温度巡测仪记录温抗拉和抗剪强度低等不足，多层砌体结构温度开裂度，测点置入温度传感器，测点布置在东西边端各第问题也是一个始终困扰人们的问题，尤其是住宅商一开间的顶层外墙的内外表面、屋面板上下表面、不［=EA］品化的今天，这个问题日益引起人们的关注。同楼层同一侧墙面，

4、在屋面四分之一区域内沿纵横文中对砌体结构墙体与屋面板的温度场进行了方向每隔!?$G钻一个小孔，钻孔至屋面找平层上表实测分析，得到了砌体结构墙体与屋面板随时间的面，孔内埋入温度传感器后，上面用保温材料和防水温度分布，给出了砌体结构建筑温度场的变化规律，材料封好。顶层山墙（横墙）沿纵向布置=$个测在实测温度场的基础上，利用,+353有限元程序对点，墙体南北边缘各布置一个测点，其它测点沿墙体砌体结构进行了温度应力分析，并研究了砌体结构纵向等距离排布，总共埋入温度传感器AH个，主要的温度应力计算方法以及砌体结构的应力分

5、布规律测点布置如表=所示。和特点。表=&主要温度测点布置4IJ9;=&-8KILM8N8OGIMNL;G<;PILQP;G;IRQP;G;NL<8MNLR测点位&&置测点位&&置测点位&&置=室外离屋面$?#G处@屋面保温层下表面==五层内墙表面!室内气温（顶层）"五层外墙表面=!横墙南端部>屋面板上表面H四层外墙表面=>横墙北端部A屋面板下表面%三层外墙表面=A横墙中部#屋面保温层上表面=$二层外墙表面=#屋面板上==E!AKG孔深!收稿日期：!$$AC=!C$%基金项目：江苏省重点实验项目（S’33$!=$

6、）万方数据作者简介：王振波（=%@$C），男，黑龙江海伦人，博士，教授，主要研究方向为混凝土结构断裂与损伤；2GIM9：TINU%"$!VR8WQ:K8G。&&南!京!工!业!大!学!学!报!第&(卷!!!测试时间为"#，测试主要结果如图"$%所示。风速不同，接受地面和周围建筑物的反射不一致，但从测试结果可以看出，夏季晴天时温度变化规律非是各楼层墙体外表面温度之间的变化并不是很明显常明显，室外温度和墙体、屋面温度的峰值存在明显的。因此计算砌体结构温度应力可仅考虑顶两层温的衰减和滞后。从图&和图%中还可以看到，屋

7、面，差的影响。保温层上下温差比较大，由于保温层减弱了外界大通常在计算砌体结构温度应力时，是以屋面板气综合温度对屋面板的作用，所以设置保温层对降与墙体之间的温差作为温度荷载。根据现场实测横低温度应力是很有效的。另外从观测结果还可以看墙测试结果，给出冬、夏季屋面板与外墙体温度差随到，如图’反映的是沿整个房屋楼层高度方向，各楼墙体纵向变化规律见表&，最大温差出现在夏季，最层外表面温度变化情况。虽然各楼层高度的不同，大差值是()(*+。表&!屋面板与墙体之间的温差,#-./&!0122/3/45/627/89/3#7:

8、3/;-/7?(*@"A冬季温差B+’)*A&)?A&)""&)AA&)AA&)A?&)""&)&?&)(&’)@’夏季温差B+>)@>%)%@’)&@&)**&)**&)@’’)AA’)’&%)’’?)&*!!测试结果表明：同一楼层同一侧的外墙面（内墙面）温度变化不大，可近似认为是等温面，屋面最高温度和墙体最高温度相差较大