复杂造型外露钢结构温度效应理论分析

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1、兰州理工大学硕士学位论文复杂造型外露钢结构温度效应理论分析姓名：虞崇钢申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王秀丽20080501硕十学位论文摘‘要建筑结构在自然环境中经历一年四季的寒暑变化、骤然降温、太阳辐射，温度作用在结构中普遍存在。温度对结构的作用体现在变形和应力两个方面。为了满足使用和审美要求，结构跨度越来越大，结构形式越来越复杂，温度作用成为设计和施工中不可忽视的因素。温度效应对建筑结构的影响很早以前就已经被提出，到目前研究工作都有不同程度的开展，也取得了很多的成果。但温度效应特别是

2、日照温差对结构的影响有很强的地域性，使得国内外工程设计时对季节温差考虑较多而对日照温差涉及较少、对单一结构形式的温度应力分析较多而对组合体系的研究较少。本文基于以上分析在以往研究的基础上主要进行了以下工作：1．用“室外综合温度"方法来描述太阳辐射作用，根据嘉峪关地区气象参数确定了嘉峪关气象塔温度边界条件。用ANSYS有限元程序进行计算并分析了温度作用的特点。分析表明，温度作用对于结构的应力和位移都会产生较大影响，包含温度作用的工况可能成为控制工况。2．用结构力学的方法分析了温度作用对箱体结构受力的

3、影响。然后在ANSYS里建立有限元模型，两者的结果进行对比分析，结果较为吻合，说明ANSYS计算的结果是可靠的。3．结合网壳结构特点用ANSYS软件热分析功能计算出了网壳结构日照作用下温度场，分析了多种考虑温度工况作用下网壳结构的受力性能，对不同矢跨比下的影响也做了分析。结果表明日照温差对支座附近处杆件影响较明显，不能忽略。关键词：箱体结构；混合结构；温度场；日照温差；气象塔；柱面网壳AbstractStlllcturesuf五ershOtandcoldalongtheyear、suddenc00

4、1ing、solarradiationinnature．Temperatureactioninstructureisubiquitous．Temperatureaf佬ctsstructureintwoaspects：def0咖ation锄dstress．Inordertomeettheuserequiremcnt，spanofstmcturebecomeslarger锄dlarger龃dstylebecomesmoreandmorecomplex．Temperatureactionshouldbe

5、takenintoaccountinstnlcturedesigIl蛆dconstmction．A10ngtimeagotemperatureef．fectsonthestructureshasbeenraised，tillnowtheworkc删edoutinVar姐ngdegrees锄dhavemadealotofachievements．However，theteIIlperatureef．fect，especiallysolarradiationhasastrongregional．Ath

6、ome肌dabroadmoreresearchonsinglest九Ictureofthethe珊alstressanalysisbutlesshybridStlllCtUre．Themainlyworkinthisp印erasfollows：1．Usethemethodofthe‘‘extra-ventricularconverttemperature’，todescribetheef．fectofsolarradiation．Accordingt0thelocalclimatepar锄eter

7、s，thetemperatureboundaryconditionsofJia”guanweathertowerareidentified．ARerthatANSYSfiniteelementprogramwasusedfortllecaIculation锄d姐aIyzingthechar∞teristicsofthetemperatureeffect．Theresultsshowthattemperatllreef!I’ectsstmctureintwo嬲pects：defomation姐dst

8、ress，theconditionwhichincludingtheroleoftemperaturemaybecomecontr0IIedconditions．2．Withthestructuralmechanics，theimpactoftemperatureef．fcctsonthestmctureofthecabinetwas锄alyzed．ThentoestablishfiniteelementmodelbyANSYS，atlastthecomp撕sonofbothres