基于ASHRAE晴空模型的日照作用下钢构件的温度场分析

分析钢结构温度效应和确定施工合拢温度关键在于确定温度场的分布。在日照下,由于钢构件的温度场分布非常复杂和不均匀,而难以确定。基于ASHRAE晴空模型,采用ANSYS的APDL语言对箱型钢构件在夏至日日间的温度场进行了数值模拟,模拟中考虑了太阳辐射强度、对流换热系数、构件表面太阳辐射吸收系数等对构件温度场的影响。结果表明:夏至日构件最高温度高达78.411℃,最大升温高达44.803℃;太阳辐射强度、对流换热系数和构件表面太阳辐射吸收系数对日照下的箱型钢构件温度场的影响起主导作用。     

大跨钢结构抗火设计方法

介绍大跨钢结构构件及整体结构的抗火设计方法。依据工程实例,设定火灾场景,采用数值模拟的方法确定火灾温度场,通过考虑对流和辐射传热确定结构构件的温度。考虑火灾和荷载的组合效应对构件承载能力进行验算,分析整体钢结构的应力、位移变化,得出耐火时间,指导大跨钢结构构件和整体结构的抗火设计。     

钢结构构件日照温度场和温度作用取值研究

钢结构在施工和运营过程中受到日照影响会产生不均匀温度场.文中综合目前对钢结构日照温度场的研究,总结出基于气象资料的钢结构构件日照温度场数值模拟方法.通过试验验证该计算方法的有效性,并以杭州地区某实际工程为例,利用该方法对该工程的温度作用取值做了计算.     

茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场研究

太阳辐射作用下,茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场分布极为复杂和不均匀.为精确确定其温度场分布,为结构分析提供数据支持,本文基于APDL语言对ANSYS软件进行了二次开发,采用ASHRAE晴空模型编制了温度场数值模拟程序,对夏季太阳辐射、对流换热和热传导等作用下茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场进行了数值模拟,得到了整个结构的温度场分布规律,并由数值模拟结果分析得到室外钢拱构件的平均温度要比空气温度高很多、构件沿截面的温度梯度很高等重要结论,为随后的结构设计和分析提供了有力支持.     

基于ANSYS分析有防火保护的碳纤维加固混凝土构件的温度场

在确定碳纤维加固混凝土构件防火方法的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对火灾下有防火保护的碳纤维加固混凝土构件的温度场进行分析,并获得构件截面温度分布的规律。结果表明:碳纤维加固构件的温度场计算结果与试验结果符合较好,为进一步研究火灾下有防火保护的碳纤维加固混凝土构件的力学性能和耐火极限创造了条件。     

建筑结构热力耦合分析方法研究

正上海海事大学的研究人员开展了真实火灾温度场作用下的钢结构建筑热响应分析。提出了基于FDS和ABAQUS的火场温度计算、结构构件温度分布计算、结构构件热-力响应分析方法。通过建立FDS与ABAQUS耦合方法,实现火灾模拟与结构有限元分析模型的耦合,突破了基于标准升温曲线进行结构热力耦合分析的局限性,实     

高温下钢结构压弯构件的整体稳定极限状态

采用数值计算方法分析了高温下钢结构平面和空间压弯构件的整体稳定问题，并编制了计算机程序．分析中可以考虑构件截面不均匀温度分布以及随温度而变的材料力学性能等因素的影响．该方法可用来计算钢结构压弯构件在一定温度状态下的稳定权限承载力或一定荷载状态下构件的温度极限值．     

火灾温度场对国家大剧院壳体钢结构作用的安全评估

本文给出了火灾温度场对国家大剧院壳体钢结构作用的安全评估。评估的目标是计算公共大厅内火灾时的温度场分布，验算钢结构温度小于250℃，不被火灾破坏。评估的方法是根据现场情况设计火灾场景，采用Computational Fluid Dynamics(CFD)软件进行模拟，通过其温度云图分布获得壳体钢结构的最危险点温度。     

国家体育场大跨度钢结构温度场分析与合拢温度研究

结合国家体育场工程,对温度差异引起桁架结构的内力效应、太阳辐射吸收系数ρ的影响因素以及降低太阳辐射温升的措施进行了分析。通过分析统计得到结构各区域箱形构件的太阳辐射照度,合理地确定了温度场计算采用的各种参数及室内外风速及相应的热传导计算边界条件。采用有限元法计算了箱形构件各表面的辐射温度与构件的平均辐射温升,从而确定了“鸟巢”结构各区域内构件的辐射温度。明确提出大跨度屋盖结构的合拢与合拢温度要求,并根据历史气象温度记录与变化趋势、太阳辐射温升、结构设计的合理性以及结构施工的实际进程,综合确定在大跨度钢结构设计时采用的合拢温度与最大正、负温差。     

任楼矿北风井冻结壁温度场数值分析研究

本文借助ANSYS软件建立二维温度场数值模拟,对任楼煤矿改建工程北风井冻结温度场进行数值分析。根据实测的盐水温度荷载和测温孔实测数据进行数值计算与反演,得到不同阶段冻结温度场的发展情况,得出冻结锋面的推进速度和方向、冻结壁的厚度和平均温度等关键参数。     

钢管高强混凝土柱温度场的非线性有限元分析

在合理地确定了火灾情况下钢管高强混凝土柱受火模型的基础上 ,利用有限元法计算钢管高强混凝土在火灾情况下的温度场。计算结果与试验结果吻合良好 ,并考虑了不同保护层厚度 (混凝土和防火涂料 )及不同直径对钢管混凝土温度场的影响 ,从而为进一步研究钢管高强混凝土的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件     

钢管混凝土平面框架温度场有限元分析

火灾下的温度场计算是进行结构抗火设计或研究的重要步骤。采用有限元软件ABAQUS建模,对带楼板单层单跨钢管混凝土平面框架在ISO-834标准火灾作用下的温度场分布进行计算,并采用有关试验数据对计算结果进行验证。     

火灾下钢梁弯扭屈曲临界温度的计算方法

基于考虑横向荷载影响推导的钢梁整体失稳发生弯扭屈曲时临界弯矩的计算公式,引入高温下钢材的弹性模量随温度的折减系数,给出了火灾下钢梁整体失稳时临界温度的计算方法。研究表明,该方法计算结果与试验值吻合较好,满足结构抗火设计的精度要求。     

轴向约束钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,分析了火灾下两端简支的轴心受压钢柱随温度升高时的力学性能并与理论计算结果进行了比较。对柱的轴向约束刚度以及荷载比对轴心受压柱受力性能的影响作了进一步的分析,阐述了轴向约束钢柱在火灾下的变形及轴向附加荷载的一些规律,可为钢柱的抗火设计提供一定的参考价值。     

Research on temperature field and temperature effect of steel silos under solar radiation

综合使用光线追踪法和点盒位置判断理论，提出了一种高效的钢板筒仓太阳辐射阴影区计算方法，并通过试验验证了该方法的计算精度。分析了钢板筒仓加盖和不加盖、满仓和空仓时太阳辐射非均匀温度场的时空分布规律，其中不加盖空仓时的太阳辐射非均匀温度场对结构最为不利。不加盖空仓时钢板筒仓结构正温差温度效应最大，与不考虑太阳辐射均匀温度作用工况相比，最大温度变形、最大温度应力、支座最大径向反力分别增加了135%、85%、85%，支座环向反力从0kN增加到132 kN，建议在工程设计中合理考虑太阳辐射非均匀温度效应。     

高振型对高层建筑顶部钢塔楼地震反应的影响分析

采用基于振型分解的结构动力响应分析方法计算了江苏省电网调度中心顶部钢塔楼在地震作用下各阶振型的地震响应。研究了高阶振型对顶部钢塔楼地震反应的影响,从而分析了高阶振型在钢塔楼地震反应中的影响程度。分析表明,由于顶部钢塔楼的“鞭梢效应”,采用振型分解反应谱法计算塔楼地震反应时需要合理地确定计算振型数以正确地估计塔楼的地震反应。     

高温下钢管混凝土柱耐火性能分析

在合理确定火灾下钢管混凝土柱受火模型的基础上,假定钢管与混凝土完全接触,采用增大混凝土比热的办法解决混凝土中温度滞后的现象,考虑高温下材料力学及热工性能的变化特性、混凝土瞬态热应变的影响,运用有限元程序ansys,对钢管混凝土耐火性能进行理论分析,计算结果与试验结果吻合较好。此项研究为深入了解钢管混凝土柱的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件。     

爆炸作用下钢柱动力响应快速评估方法

为了快速计算爆炸作用下钢柱的动力响应,针对不同爆炸荷载类型提出相应的计算方法：对于冲量爆炸荷载,将KARAGIOZOVA提出的上限法引入等效单自由度体系计算钢柱的局部和整体变形;对于准静态爆炸荷载,直接采用等效单自由度法计算钢柱的整体变形;对于动力爆炸荷载,采用建立的以局部和整体变形为评估指标的P-I曲线计算钢柱的变形响应。结果表明：提出的方法计算结果可靠,可应用于爆炸作用下钢柱动力响应的快速评估计算。     

火灾下钢结构构件的温度分析

对火灾下不同情况的钢结构构件的温度进行了分析 ,给出了高温下有轻质保护层的钢构件和有非轻质保护层的钢构件的温度计算公式。通过假设温度场的轮廓和保护层的周边形状相一致 ,将有非轻质保护层的钢构件的二维热传递问题简化为一维 ,并与二维方法进行了对比 ,还给出了局部火灾下钢梁的简单计算方法。此外 ,通过对HEB14 0和HEB2 0 0两种不同的钢柱被覆10mm和 2 0mm两种不同厚度硅酸钙板保护层的试验 ,从理论上模拟了其在火灾中的温度反应。     

钢结构防火涂料等效热传导系数的确定

针对厚型钢结构防火涂料的热工参数确定问题和膨胀型钢结构防火涂料隔热性能无合适方法评价的现状，提出了根据耐火试验检测测定构件升温过程确定防火涂料等效热传导系数的方法。并分别利用厚型防火涂料和膨胀型防火涂料的检测结果进行试算，取得了较满意的结果。该方法还解决了有膨胀型防火涂料保护层钢构件的温度计算问题，为该类钢构件的抗火计算奠定了基础，并对防火抗火性能试验检测的内容及应提交的结果提出了建议。