大跨度管桁架鋼屋蓋體系日照溫度效應(yīng)研究.pdf

1、建筑物處在自然環(huán)境中，經(jīng)受著一年四季的溫度變化。由于溫度變化，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生伸縮，當(dāng)結(jié)構(gòu)自由伸縮受到約束時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，稱為溫度應(yīng)力。不同的結(jié)構(gòu)形式溫度作用對(duì)其的影響不同。在靜定結(jié)構(gòu)中，如果溫度沿截面高度呈線性變化，溫度僅僅會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。如果溫度沿截面高度呈非線性變化，溫度會(huì)使結(jié)構(gòu)在截面上產(chǎn)生溫度自應(yīng)力。而在超靜定結(jié)構(gòu)中，無(wú)論溫度沿截面高度如何分布，由于多余約束的存在，溫度都會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和變形。大跨度空間管桁架屬高次

2、超靜定結(jié)構(gòu)，溫度對(duì)其的影響不容忽視。本文主要結(jié)合新疆地區(qū)日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大的特點(diǎn)，對(duì)日照溫差作用下結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的溫度效應(yīng)進(jìn)行研究。
　　首先，以傳熱學(xué)為基礎(chǔ)，介紹了溫度作用的分類與特點(diǎn)，以及溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的計(jì)算方法。結(jié)合天文學(xué)相關(guān)理論，梳理出工程中常見的三種太陽(yáng)輻射強(qiáng)度計(jì)算模型。其次，對(duì)12根3種尺寸的圓鋼管試件進(jìn)行溫度場(chǎng)的試驗(yàn)，研究鋼管表面溫度在日照作用下的變化情況。以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過對(duì)比驗(yàn)證了有限元計(jì)算模型和參數(shù)選取的準(zhǔn)確

3、性。利用軟件模擬了不同擺放、尺寸、風(fēng)速、環(huán)境溫度以及地面反射率下試件表面溫度場(chǎng)并進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明除地面反射率外其他因素對(duì)試件表面溫度都有一定影響。以有限元計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)兩端約束形式下的試件進(jìn)行了日照溫度應(yīng)力和位移的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明不均勻溫度作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移也是不均勻分布的。但是考慮到實(shí)際工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，不均勻溫度荷載施加困難以及計(jì)算量大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了三種均勻溫度荷載取值方法，分別進(jìn)行溫度應(yīng)力和位移計(jì)算并與不均勻溫度作用