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《沈阳建筑大学》 2012年
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温度对轻型门式刚架的影响分析

高金芬  
【摘要】:当结构表面或内部温度发生变化,会使该部分膨胀或收缩,由于受到外在约束和结构各部分之间的相互约束,于是就产生应力,即温度应力。温度作用在结构中普遍存在。为了满足现今轻钢门式刚架的使用要求,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。 本文根据《门式刚架轻型房屋结构技术规范》的要求,模拟实际工程中的工况,设计一单层轻钢厂房。根据已设荷载,计算门式刚架梁和柱的横截面尺寸。了解热学中热分析的基本理论和温度作用,讨论温度应力的产生条件和自应力计算公式,及有限元计算方法。 了解温度对钢材特性的影响:高温下结构钢的热物理特性和力学特性。在本文中,根据温度来选取钢材在热物理和力学上系数。比如热膨胀系数,比热容,导热系数,密度,强度,弹性模量,泊松比,高温蠕变与松弛,应力—应变关系模型。 在本文中,进行了温度变化对工字型钢横截面温度场的有限元分析。设温度变化受日辐射影响,设置有限元的计算模型,确定空间节点温度,分析热辐射。根据不同的工字型钢横截面尺寸,在不同温度下的横截面温度场分布,得出温度辐射作用时,温度场的分布规律,根据各节点上的温度值,做出温度变化的曲线图。分析在相同的日辐射温度作用下,横截面腹板高度对工字型钢下翼缘温度和上下翼缘温度差的影响。分析在不同的日辐射温度作用下,腹板高度对工字型钢下翼缘温度和上下翼缘温度差的影响。 由影响结构温度场的因素,把温度差分成不同的几类。在本文中,需要考虑的是日照温差,年温差和结构内外温差。 根据所设计的轻钢门式刚架,分析温度变化对其影响。先对门式刚架进行有限元设计,再对不同温差作用下的门式刚架进行分析,得出不同门式刚架上的温度场分布和温度应力分布,各门式刚架上的温度最大应力值,计算其占钢设计值的百分比。运用热——结构耦合单元,得出门式刚架的变形最大值,判断门式刚架的稳定性。
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU392.5

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【参考文献】
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