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太阳辐射作用下钢管混凝土截面温度分布研究
| 论文题名： | 太阳辐射作用下钢管混凝土截面温度分布研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土;太阳辐射;温度场;有限元分析;结构性能 |
| 摘要： | 钢管混凝土大量应用在土木工程结构中,特别是在桥梁中得到了广泛应用。然而目前国内较多研究的是钢管混凝土结构耐高温性能,而太阳辐射作用下的结构性能研究较少。钢管混凝土拱桥的拱肋在太阳辐射作用下的温度效应对整个桥梁影响较大,因此有必要研究钢管混凝土截面的温度分布特征及其温度效应。 首先简述了太阳辐射的基本特点,总结了太阳辐射的计算方法和传热学的基本理论,通过大型有限元分析软件ANSYS,对不同截面形式的钢管混凝土构件在太阳辐射作用下复杂的受热环境进行模拟,得出其截面的温度分布。通过参数敏感性分析,进行不同环境下的截面温度场分析。 主要结论如下: (1)通过现场测试的方法确定钢管混凝土材料的热工参数与环境参数后,采取温度场分析方法和编制的APDL参数化语言,可以较为准确分析太阳辐射作用下任何地理位置、任何气候条件以及任何季节时间下的构件截面温度场。 (2)温度变化日过程表现为正弦函数分布特征,影响截面温度分布的诸多气象参数和混凝土热工参数中,钢管表面太阳辐射吸收率影响最大。 (3)在圆形截面构件的温度分布中,混凝土内部的测点越靠近圆心,温度变化范围越小,同时温度最大值出现越迟。在太阳辐射作用下,截面温度分布呈现高度的非线性。 研究的意义如下: (1)研究钢管混凝土截面的温度分布及温度效应,可以帮助工程师在分析钢管混凝土结构时正确的计算温度荷载,为运营阶段的温度应力分析提供有效的理论指导。 (2)热流密度输入是利用ANSYS中参数化设计语言来实现,这种方法高效且计算结果比较准确,将来可以在结构设计进行辅助计算太阳辐射作用下构件产生的温度应力。 |
| 作者： | 胡鹏韬 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 任志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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