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由于温度变化而对结构产生的作用。温升和温降分别使组成结构的材料膨胀或收缩，如果结构受到约束，不能自由胀缩，就将产生应力、应变和变形。温度作用也称为温度荷载。温度作用的大小及其在结构中的分布取决于结构外部环境和结构内部属性两个方面。前者包括与之接触的气温、水温、基岩温度及太阳辐射等因素；后者包括结构的形状、尺寸，材料热物理属性及内部热源等因素。
受到内外部约束的大体积混凝土和超静定结构要考虑温度作用。根据混凝土结构的特点，其温度变化的发展过程可分为3个阶段（图1）：①早期。自混凝土浇筑开始，至水泥水化热作用基本结束为止，混凝土温度从浇筑温度（Tp）上升到最高温度（Tmax）。②中期。自水泥水化热作用基本结束起，至混凝土冷却到稳定温度为止，即混凝土温度下降到基本接近稳定温度（Tf）。③晚期。混凝土完全冷却以后的运行期，此时混凝土温度受周围介质温度的周期性变化影响也呈周期性波动。水工大体积混凝土结构如混凝土坝内部在第3阶段的温度波动幅度很小，可近似地当作稳定温度（Tf）。尽管结构各处的温度都要经历上述3个阶段，但外层和内部的温度曲线形态有很大差异。外层容易受周围介质温度的影响，其第1、2阶段历时较短，而第3阶段的温度波动较大，这就造成了结构物温度在空间分布上的不均匀状态。与常态混凝土坝相比，碾压混凝土坝由于其材料热力学特性和施工工艺不同，其第1、2阶段历时明显增长。
图1 混凝土坝温度过程示意图
混凝土结构应根据其类型和特征，分别考虑其在施工期和运行期的温度作用。施工期的温度作用，指早期混凝土的水化热温升和中期混凝土冷却产生的温降。但早期水化热温升通常对结构有利，一般不单独考虑，必要时可考虑对后期温度作用的折减。对于水工大体积混凝土结构，通常可仅考虑温度的年周期变化过程，施工期的温度作用取结构稳定温度场与施工期最高温度场之差值。运行期的温度作用，指晚期混凝土完全冷却后，由外界环境温度变化产生的温度作用。当采用分块浇筑、最后进行接缝灌浆形成整体结构时，运行期温度作用取运行期多年平均温度场与结构形成整体时的温度场之差值；当采用通仓浇筑时，则取运行期多年平均温度场与施工期最高温度场之差值。混凝土实体重力坝由于体积较大，坝内存在一个较大范围的稳定温度区，其环境温度变化对坝体应力的影响较小，故一般不考虑运行期的温度作用。但在坝体接缝灌浆时的温度高于稳定温度时，坝体应力计算宜考虑温度作用（参见温度应力分析），其值可取坝体灌浆时的温度与稳定温度之差值。宽缝重力坝、空腹坝及支墩坝等结构，由于坝体比较单薄，坝体温度场主要取决于环境温度的周期性变化，坝体内不存在稳定的温度场，温度作用对坝体应力的影响较大，因此宜按连续介质热传导理论或其他专门计算方法考虑其运行期温度作用，并取运行期最高（或最低）温度场与基准稳定温度场的年平均温度之差值作为温度作用。混凝土重力坝在施工期主要考虑以下两方面的温度作用：①在基础约束区内，最高温度（Tmax）和稳定温度（Tf）的差值ΔT=Tmax-Tf，称为
图2 结构温度分布示意图
（a）截面实际温度；（b）截面平均温度；（c）等效线性温差；（d）非线性温差
针对不同的结构型式及计算方法，可按下述3种情况计算结构的温度作用：①杆件结构。假定温度沿截面厚度方向呈线性分布，并以截面平均温度（Tm）和截面内外温差（Td）表示温度作用，Tm=（Te+Ti）/2，Td=Te-Ti，其中Ti、Te分别为杆件内外表面计算温度。②可简化为杆件结构计算的平板结构或厚度（L）与曲率半径（R）之比L/R＜0.5的壳体结构（图2），如按拱梁分载法计算的拱坝等。计算时可将沿结构厚度方向实际分布的计算温度T（x）分解为3部分，即截面平均温度（Tm）、等效线性温差（Td）和非线性温差（Tn），即
鉴于拱梁分载法等结构力学方法目前难以考虑非线性问题，故此类结构的温度作用可仅计及Tm和Td的变化。③大体积混凝土结构和其他空间形状复杂的非杆件结构，应根据其温度边值条件和材料特性，按连续介质热传导理论计算其温度场，从而求得温度随时间和空间的变化，两个不同时刻的温度场之差值即为其温度作用。
温度场T（x，y，z，τ）满足下列热传导方程：
式中，ax、ay、az分别为x、y、z向的导温系数；θ为绝热温升。
可根据适当的边界条件和初始条件对上述方程进行求解。
不随时间而变化的温度场称为稳定温度场，此时，式（2）变为
由于热传导方程只有在简单的初始条件和边界条件下才能求得精确的解析解，因而大量实际问题只能依靠数值计算或试验。广泛应用的数值计算方法有差分法和有限单元法。
