试论高层建筑的结构温度问题

唐雨飞

摘要：随着社会的不断发展，高层建筑已经成为城市化的标志，但是在高层建筑的结构设计和施工过程中，温度影响是一个较大的问题。本文主要对高层建筑结构温度问题的影响因素进行分析，并且重点讨论了常见的高层建筑温度结构问题及其改善措施。

关键词：高层建筑；温度应力；结构温度问题

随着经济的发展，世界人口数量在不断增加，造成了十分严重的土地资源匮乏，所以在现代城市的建设和发展中，高层建筑越来越受欢迎。高层建筑的整体结构是由墙体、抗力结构、楼板等多个基础结构构成，所以温度的变化会对整个建筑体系产生较大的影响，会一点点的影响建筑中的每一个结构，所以必须重视高层建筑的结构温度问题。

1高层建筑结构温度问题的影响因素

通常情况下，高层建筑在施工的过程中会使用线性分布的方法来检测结构温度的分布情况，但是对于不同类型、不同设计的建筑，温度的作用也会存在一定的差异。比如，在钢筋混凝土结构的高层建筑中，主要会受到季节温差、日照温差的影响而产生温度问题。季节性温差的影响是最长的，建筑会受到不同季节的影响而出现热胀冷缩的问题，这样对建筑的整体结构会有很大的损伤。而昼夜温差对施工过程的影响是最大的，所以，一般都需要将高层建筑的内部设置成恒温，必要的时候需要使用一些外部设备，避免温差的影响。

1.1季节温差

我国大多数的地区都会存在季节性温差，而且这种温差的变化时间是一个比较长的过程，变化十分的缓慢而且匀速。一般的高层建筑施工时间都比较长，可能会涉及到不同的季节，而且建筑施工的时间也不能确定，只有一个参考的设计方案，所以必须充分的考虑两种不同的情况。比如在冬季进行施工，那么最后的投入时间可能会在夏季，这样的温度变化一定会对建筑产生影响。

1.2日照温差

日照温差会受到大气的温度、太阳的辐射等多种因素的影响，所以很难进行控制和预计。通常情况下，大气的温度会对建筑外墙的影响比较均匀，但是太阳的辐射的变化性比较强，而且建筑墙体的材料、部位等都会影响到其吸收太阳辐射的能力。所以，想要计算日照的温度差，通常都需要假设阳面以及背阳面的结构温度是均匀的。

2高层建筑的结构温度问题及应对措施

2.1混凝土结构的温度应力

在高层建筑的设计和施工过程中，混凝土是一种重要的材料，占有十分重要的作用，应用也十分广泛。混凝土建筑具有很好的耐久性、能耗又比较低、而且十分容易加工，加上其可以很好的和鋼材结合，所以非常适合大规模的使用。但是混凝土结构也有一些缺点，比如抗裂性能比较差、抗拉的程度十分低。因为水泥在水化的过程中会放出很多的水化热，会提高温度，当其受到空气的影响而结硬时，又会受到降温的作用出现体积收缩的现象，这个过程会出现一定的拉应力。另外，混凝土建筑结构也十分容易受到外部温度的影响，特别是长期在日照比较充足、温度比较高的环境下，整体结构比较容易被破坏，这也和混凝土结构自身的性质有十分大的关系。因为混凝土的导热性能相对比较差，当受到较高的外部温度时会进行热能的交换，这个时候混凝土表面的温度会快速的上升，但是其内部的温度却不会有太大的变化，这时候就会出现内外温差的情况，形成一个较大的梯度。由于整个混凝土结构的不同部位的温度也不同，就会出现变形，再加上受到外部约束力，会使变形产生十分大的温差应力，会影响到混凝土的施工质量。所以，在实际的施工过程中，必须控制外部的温度，可以采用外部设备强行降低外部温度，也可以选择在夜晚气温比较低的时间进行混凝土施工，最大程度的降低温度问题。

2.2温度内力问题

高层建筑的温度问题会涉及到很多的结构，楼板就是其中一个。高层建筑中的楼板面积比较大、厚度小，所以对温度会有很高的敏感性，尤其是屋面板，十分容易出现裂缝。一般情况下，楼板的温度问题主要出现在底部的几层和顶部的几层。对于底部几层的楼板，因为底部和基础的位置比较近，所以楼板会受到框架梁的强约束力，会有很大的应力。而顶部几层则是因为建筑顶部的温度变化比较大，会和内部产生较大的约束作用。所以，在对楼板进行计算时，可以使用更加符合实际情况的单元来作为模型，这样可以减小误差。而且在划分单元时，应该尽量的防止三角形单元和矩形单元之间的混用。

3小结

完善高层建筑的结构温度问题可以很好的提高建筑的安全性和可靠性，但是由于温度变化具有不确定性，所以必须利用更加科学的方法，进行更加准确的测量。

参考文献：

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