国家体育场钢结构温度与应力实测及分析

应用自主开发的基于无线传感网络的结构温度与应力实测系统,对国家体育场钢结构各部位的温度与应力进行长期实测。以全年实测数据为依据,分析结构温度分布规律,并根据结构温度场的非均匀性,将温度作用分为均匀温度场作用与非均匀温度场作用,分别详细研究均匀温度场作用与非均匀温度场作用对结构应力变化的影响。研究结果表明：结构不同部位之间存在明显的温差,且构件的温度与周围的气温并不一致;均匀温度场作用下结构产生显著的应力变化,且构件应力与温度的线性相关性较好;在结构的某些部位,非均匀温度场作用所引起的应力变化超过均匀温度场作用所引起的应力变化。     

大跨钢结构非均匀温度场研究现状及展望

在日照作用下,大跨钢结构处于非均匀温度场中,温度荷载对结构产生的效应不可忽略,若仅考虑结构整体温差的分析结果可能存在安全隐患。本文总结了目前国内外分析大跨钢结构非均匀温度场的两种方法,并给出了非均匀温度场作用下温度应力的研究现状,结果表明,国内规范的分析方法较为简便,但普适性不强,非均匀温度场到温度应力的过渡仍然有较多问题需要解决。     

国家体育场日照非均匀温度效应模拟

在太阳辐射作用下,由于构件间复杂的遮挡关系,大跨空间钢结构的温度场呈非均匀分布。本文基于空间解析几何关系,实现了构件遮挡情况的判断,并编制了钢板的辐射升温计算程序。以国家体育场钢结构为研究对象,对构件遮挡类型的判断参数进行了分析,采用ANSYS软件模拟了结构的稳态温度场,对比分析了结构均匀和日照非均匀温度效应。结果表明,结构日照温度效应呈现非对称和非线性的特点,下弦单元温致应力的变化幅度较上弦单元更大,对结构性能的影响与均匀温度效应相比更为显著。本文提出了一种实用的结构日照温度场模拟方法,可实现复杂体型大跨空间结构日照温度场及非均匀温度效应的模拟分析。     

火灾均匀温度场中正放四角锥网架结构临界温度研究

随着温度的升高,钢材的力学性能将会发生较大的变化。钢结构在均匀温度场达到承载能力极限状态时的临界温度是钢结构抗火性能的重要特征,而网架结构的临界温度主要受网架的几何特征、荷载比、构件稳定应力的影响。本文通过对不同参数条件下正放四角锥网架结构在均匀温度场中结构反应全过程分析,得到不同参数条件下正放四角锥网架结构的临界温度,为大空间建筑网架结构抗火设计实用方法提供理论依据。     

网架模型日照温度效应试验研究

大跨度空间结构具有杆件众多、高次超静定、温度效应复杂等特点,为研究日照下空间结构的温度效应大小,设计制作了等边三角形平板网架模型进行温度试验。以实测数据为依据,研究网架模型温度与应力的关系以及温度变化所产生的温度应力、变形大小。结果表明,日照下网架模型温度与温度应力相关性明显,网架下弦温度应力最大,最大轴向应力可达64.2MPa,最大弯曲应力可达15.85MPa;上弦温度应力最小,最大轴向应力只有18.8MPa;网架下弦靠近支座节点变形最大,最大值可达0.5mm。该研究可为空间结构非均匀温度场数值模拟方法的准确性验证提供标准、可靠的模型依据。     

银川火车站跨线钢结构天桥温度效应分析

均匀的温度场变化会对超静定结构产生不利影响,被约束结构在温度作用下会发生变形并产生内力。本文研究银川火车站跨线钢结构天桥网架在外界温度应力场作用下产生的内力和变形对网架的影响,利用Midas Civil有限元软件对该网架进行静力和温度应力计算,通过结果分析,总结温度应力场对网架结构的影响。     

基于MIDAS的大体积混凝土温度场及温度应力仿真分析

根据三维热传导理论,运用有限元软件MIDAS,建立大桥承台大体积混凝土有限元计算模型,对浇筑温度场进行仿真分析,研究了温度场以及温度应力在承台内部分布和随时间变化的规律,并与实测结果进行比较,结果表明仿真分析数据与实测结果拟合较好。     

大跨度铝合金储煤仓结构温度场及温度效应研究

铝合金材质由于密度小,耐腐蚀,易于维护而常常被应用于各类建筑中。由于铝合金空间网壳结构不同于其他结构,具有较为新颖的上覆铝制蒙皮的屋面构造方式,使得此种结构的温度场不同于钢结构的温度场。铝制蒙皮上无保温层,在太阳辐射的作用下,贴近屋面板附近的铝合金结构温度将远高于环境温度,加之铝合金温度膨胀系数较高,因此非均匀温度作用成为太阳辐射下的铝合金空间网壳结构的控制荷载。而传统的设计方法只考虑均匀温度作用下结构的变形和应力。基于曹妃甸铝合金储煤仓结构实际工程,采用计算流体动力学方法,研究得出:在太阳辐射作用下铝合金空间网壳结构的非均匀温度变形和应力远高于传统均匀温度作用下的温度变形和应力。因此在设计不作保温层处理的情况下,应考虑太阳辐射作用下非均匀温度作用。     

国家体育场钢结构雪荷载效应实测及分析

应用自主开发的无线传感技术,获得了国家体育场钢结构在降雪过程中的温度与应力变化.基于实测数据,分析积雪对结构温度的影响,将温度应力剔除后得到雪荷载在结构中引起的应力,探讨应力随时间发展的规律及其在结构上的分布规律.结果表明积雪对结构温度有一定影响,雪荷载作用下各部位呈现出不同的受力特征.     

预应力混凝土箱梁温度应力分析

指出了温度应力的种类及温度对于悬臂施工应力的影响,通过对浇筑完成梁段根部传感器实测温度及应变值的测读、比较,得到应力变化与温度变化之间的对应关系,对实测应变值进行精确修正,在此基础上,根据实验室测得的各项参数,输入有限元计算软件中,得到应力理论计算值,对比修正应力值与理论值的差异,确定温度修正的准确性。根据文中提出的温度应力修正方法,所得理论值与修正值变化趋势基本一致,可以为工程应用提供依据。     

日照条件下空间钢结构温度效应研究

在空间钢结构设计中,温度效应是必须考虑的因素.采用有限元软件对上海地区一大尺寸矩形钢结构建立模型,对不同辐射吸收率和空间倾角下其温度场分布,以及温度、温度应力随时间变化规律进行分析.研究表明:辐射吸收系数对温度场影响显著,辐射吸收系数每增大0.15,最高温度增加约10.0℃;夏季钢拱的日照温度应力可以达到钢材强度设计值...     

防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施

本文系统地介绍了理论和试验研究及工程实践中总结出来的一整套防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施,以供我国工程界应用钢结构设计规范时参考。     

某大跨度钢网架结构施工监测及模拟

对某大跨度复杂钢网架结构进行施工过程跟踪监测,包括钢构件吊装过程中的敏感及重要构件的应力变化监测,临时支承点拆除时结构支承点的变形监测及大型焊接球整体提升焊接时焊接环的变形监测。监测结果表明:应力及变形均在合理范围之内,并最终稳定于某一值,监测效果良好。对结构在施工中各种工况下的应力及变形进行了有限元仿真分析,将实测应力值和变形值与有限元分析结果进行比较,基本吻合,表明有限元分析较好地模拟了施工过程中的应力及变形变化。     

防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施

系统介绍了人们在长期的理论和试验研究及工程实践中，总结出的一整套防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施，以供我国工程界及钢结构设计规范修编时参考。     

单柱横向温度缝在单层多跨厂房中的应用

为了减小多跨超宽单层钢刚架结构的温度应力,某工程在横向采用单柱温度缝将多跨横向超宽钢刚架结构分为主结构和子结构,其中主结构的横向宽度满足不考虑温度应力和温度变形对结构承载力影响的条件,子结构采用柱顶设置限制位移滚轴支座与主结构连接,按风荷载标准值作用下主结构柱顶水平位移值,确定滚轴支座位移限值,以此位移限值对子结构施加强迫位移并验算子结构是否满足承载力要求。经多种结构方案计算比较,单柱横向温度缝的构造措施在不显著增加结构造价条件下,能有效降低多跨超宽单层钢刚架结构的温度应力,此优化设计方法可供类似工程参考。     

广州亚运城体操馆钢结构屋盖施工监测及施工模拟分析

广州亚运城体操馆钢结构屋盖施工难度大,为确保施工安全,采用有限元软件MIDAS对屋盖钢结构体系的安装过程进行了模拟分析,并使用精密仪器设备对屋盖结构的应力和变形情况进行了监测。通过有限元计算值和现场实测数据的比较,找出了结构受力和变形的规律,并查找了实测数据与计算值存在差异的原因,为评估体操馆的施工安全提供了依据。     

箱体结构壁板温度应力理论分析

首先建立箱体壁板类结构的温度应力的理论模型,运用虚位移原理推导箱体壁板类结构应力分布的表达式,并进行相关的算例研究,为箱体壁板类结构的设计提供相关的理论依据。     

高温(火灾)条件下钢结构材料性能研究

对钢结构建筑中最常用到的Q2 35钢在高温下的力学性能进行试验研究 ,得出了Q2 35钢的各项力学性能指标随温度变化的规律 ,建立其随温度变化的力学模型 ,并利用该模型对钢框架模型在火灾中的反应进行分析研究。结果表明该理论模型是有效的、可靠的     

大跨空间结构温度效应分析与合拢温度研究

温度对建筑结构的影响主要体现在应力和变形两方面。对于大跨度空间钢结构,由于结构形式复杂,合拢过程周期较长,结构共同受力、协调变形的过程要比其他结构复杂得多,所以在设计和施工中应予以重视。结合世界大学生运动会主体育场结构工程,对温度作用进行理论计算和模拟分析,明确提出计算大跨度空间结构合拢的温度差值,并将部分理论计算结果同实际监测结果进行对比,验证了温度应力有限元模拟方法的正确性。利用有限单元法计算合拢杆件在不同时段的温度应力,从而确定体育场结构适宜的合拢时段,并在此基础上给出一些关于合拢施工的建议和意见,为大跨度空间钢结构的合拢施工提供参考。