刍议超长高层建筑结构的温度问题
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摘要：建筑结构的温度问题就是始终困扰着建筑单位建设的一个难题，尤其是超长高层的建筑，受温度的影响要比低层建筑要大得多，因此有效的控制温度问题，避免高层建筑产生裂缝，得到了很多相关建筑学者的研究，并得到快速的发展，但是随着建设主体在数量上和高度上的进一步扩展，就需要不断的进行深入的研究，以更好的解决建筑高层的温度裂缝问题。从而为我国城市的建设提供强大的支持力量。本文从超长建筑结构温度的类型开始分析，对有限元建设模型进行探讨，并提出如何有效的解决超长建筑结构的温度问题。
关键词：超长高层；建筑结构；温度问题
在现在大型的建筑上，为了减少温度对钢筋混凝土的影响，导致其产生裂缝的问题，一般在建筑施工时会设置相应的伸缩缝，但是有些建筑建设时会因为功能的需要而少建或者不建伸缩缝，这就使超长高层建筑的钢筋混凝土受温度的影响加重，也就是说温度的变化会使钢筋混凝土的结构应力发生改变，从而使钢筋混凝土的承压能力减弱而产生裂缝，因为钢筋混凝土是建筑建设的主要支撑，所以相应的也会使建筑产生变形，不仅会影响建筑的美观，严重的情况下会使建筑发生倾斜或者倒塌，从而对建筑内的业主以及周围的建筑等产生不利的影响，因此自爱超长高层中有效的控制温度的问题，是保障建筑合理运营的重要环节。所以需要我们不断的进行探索，根据工程建设的实际经验。来有效的控制超长建筑结构的问题。
一、超长建筑结构温度的影响和类型
1.建筑结构受温度的影响
超长建筑高层结构因为使用的钢筋混凝土结构巨大，因此承受的外界环境的影响以及压力就比其它小型建筑要大得多，所以温度对建筑钢筋混凝土产生的影响形式就是使结构产生裂缝，钢筋混凝土结构裂缝的问题是建筑建设别普遍的问题，裂缝的问题是不可避免的，相关规定也允许建筑结构可以产生一定的微型裂缝，但是超出这个限值就会产生重大的影响。而钢筋混凝土受温度影响产生裂缝的原因有两个重要的方面：（1）在建筑施工期间，进行钢筋混凝土浇筑时，如果没有控制好温度就会使混凝土产生裂缝，也就是说混凝土会受到水泥水热化的影响，而使混凝土内部温度升高，如果没有就将内部的温度释放出去，就会使混凝土结构受到应力的影响而变形。（2）混凝土结构还会受到外界温度的影响，如果外界的温差过大，会使混凝土结构的受温度的影响而产生热涨冷缩的效应，促使混凝土结构内部发生变形而产生裂缝。
2.混凝土结构的温度荷载类型
影响钢筋混凝土结构产生裂缝的温度类型，我们可以从两个方面进行探讨：（1）从地理条件上进行分类，基于超长高层建筑所处的地理环境不同，可以将温度的类型分为三种类型，一是年温温差，是指在年度温差的作用下对建筑的影响。二是骤然降温的影响，是指在建筑施工时，为了减低混凝土浇筑时的温度，而采取降温处理，如果处理不当就会使温度骤降，从而与外界的日照温度产生热胀冷缩，使混凝土结构产生裂缝。三是日照温度变化的影响，如果日照在一天之内的温差变化明显，会使日照照射在建筑表面的温差较大，从而对建筑混凝土结构产生影响。（2）从作用的形式进行分类来看，按照温度对混凝土作用形式的不同可以对温度的类型进行分类，一是均匀温差，是指建筑混凝土结构的表面或者横截面，受到温度变化的影响。二是表里温差，是指建筑混凝土结构构件的内部温度和混凝土表面的温度差异所产生的影响。具体的混凝土结构受到温度的变化的类型特点，如图一所示[1]：
二、建筑结构温度影响的有限元建设模型
传统进行建筑结构受温度影响问题的计算模型建立时，通常只是选取建筑的基层结构作为计算的数据进行建模，但是实际上建筑的钢筋混凝土受到温度的影响是对整体的建筑而言的，所以只选取其中一段就会使计算的数据不准或产生误差，尤其是随着建筑的体积和长度的增加，就必须要从建筑的整体来考虑进行建模，所以近几年相应的出现了有限元建设模型，这种模型可以很好将建筑整体受温度的影响考虑其中，从而得到准确度较高的计算结果。对于有限元建设模型的方法计算步骤一共有几个方面的内容：（1）运用离散化来选择有限单元的类型，离散化是进行有限元计算的核心，它可以根据具体的问题，针对不同的结构类型来有效的选择合适的单元的类型、布局和节点的链接方式等。（2）进行单元分析，要求要掌握基本分析单元的任务，为求基本未知量单元节点的位移以及相对应单元节点的关系打下基础。（3）进行整体分析之后将边界的条件以及节点的总荷载运用其中，然后求解方程。最后将结果进行整理分析，找出混凝土结构的应力变化。
三、如何有效解决超长高层的混凝土结构温度应力
现今随着各项技术的发展，相继的对于处理混凝土结构裂缝的问题可以将解决混凝土结构裂缝的处理方式分为三种类型，即“抗”、“放”、“调”三种类型，来有效的解决高层超长建筑的混凝土裂缝问题。（1）“抗”的技术运用，是指增强混凝土内部构件的预压应力来提高混凝土结构的承压强度，首先是钢筋的选择可以应用韧性和强度较大的材料，同时为了减少水泥的水热化影响，现今多采用28d的水泥，来减少温度过高提升。这就需要在建筑建设时要合理的分析建筑结构所受到的温差类型的影响，来确定混凝土结构内部构件的选择。（2）“放”的应用技术，是根据混凝土结构在经过一定的抗压而产生裂缝之后将不会在产生新的裂缝的类型，可以在进行建筑施工之前就对混凝土进行预先裂缝，使混凝土发生的微型裂缝保持在限制的值之内，这样就可以使钢筋混凝土在建筑施工的使用时，不会在产生新的裂缝，或者会使原始的裂缝变化的幅度变缓。（3）“调”的技术应用。主要是指将“放”和“抗”两种技术方法进行综合，来有效的调节钢筋混凝土受温度变化的影响力度。通过混凝土的合理材料配比以及通过添加一定的外掺剂来增强钢筋混凝土的抗压应力，或者在施工时留有一定的温度裂缝，合理的控制混凝土的后期干缩量，来使混凝土发生变形的现象缓慢进行。同时在混凝土进行浇筑时可以采用人工降温的方法来应对水泥的水化热的影响，如在搅拌机的出口底部设置冷水装置，来有效的降温[2]。
结语：
总之，随着我国城市化进程的深入发展，以及城市人口的逐渐增加，城市的建筑类型将会朝着更加大型、更长、更高的方向发展，所以相应在建筑建设的施工和运营中出现的问题也会加大，在这之中有效的解决建筑钢筋混凝土结构裂缝的问题，是城市建筑建设合理运行的重要环节，所以必须通过不断的技术研究来运用有效的措施，来控制钢筋混凝土受温度的影响。
参考文献：
[1]马向峰.对于大空间框架结构的温度应力问题的思考[J].黑龙江科技信息，2011，（18）：232.
[2]张明鑫.超长建筑结构温度应力分析[J].科技传播，2014，（6）：63-63，61.
[3]廖旺，高卫勇.基于温度效应的土木工程建筑结构研究[J].中国科技博览，2011，（16）：92-92.