航站楼大跨钢结构温度效应分析

为研究航站楼大跨钢结构在施工过程中的温度效应,利用光栅光纤传感器对屋盖钢结构进行温度与应力的实测,给出了结构的非均匀温度场分布规律,详细研究了温度与应力的关系及温度应力的大小,运用有限元模拟,得到温度应力变化模拟值,与实测数据进行对比。研究结果表明,日照作用下钢网架结构的温度场具有非均匀性和时变性,温度与应力存在高度相关性,线性拟合效果较好,模拟值普遍大于实测值,为大跨度空间钢结构的设计和施工提供了有益的参考。

热气动弹性变形对飞行器结构温度场的影响研究

气动加热造成的结构温升可能造成飞行器结构失效从而带来安全隐患。准确预测结构温度场在高超声速飞行器热防护系统与结构设计中显得尤为重要。气动热与传热耦合是提高结构温度场预测精度的有效手段,经长期研究与发展,不管是耦合方法研究还是实际工程应用都已开展了大量工作。但这些研究工作均未考虑结构变形对气动加热和结构温度场的影响。而在实际飞行过程中,特别是长时间飞行后,结构变形对结构温度场的影响往往是不能忽略的,对气动力/热环境也都有直接的影响。本文以飞行器静热气动弹性计算方法为基础,对高超声速飞行器机翼模型进行了考虑热气动弹性变形影响的气动热与传热耦合计算,并与不考虑变形对热环境影响情况的计算结果进行了对比分析。结果表明,虽然对于大面积区域变形对气动热/结构温度场的影响较小,但对于热防护结构重点关注且精度要求较高的前缘驻点附近区域计算结果变化明显。由此,也说明了考虑弹性变形对结构温度场预测的重要性。该研究工作为进一步提高飞行器结构温度场预测精度和结构热安全性能评估能力奠定了基础。

高超声速气动热/结构温度场一体化耦合分析

采用一体化耦合分析方法进行高超声速飞行器气动加热/结构温度场的耦合计算,其中流场和结构温度场均采用有限体积法计算,且共用交界面和节点以便于壁面热流和壁面温度的数据传递。结果表明在时间步长为0.001 s时即可获得收敛的耦合计算结果。此外随着耦合计算的进行,壁面压力分布基本无变化,壁面热流分布逐渐降低,壁面温度分布逐渐升高,且热流和温度的变化率逐渐减小。

火灾中既有地铁车站混凝土结构温度分布的变化

为了研究既有地铁车站发生火灾时,其混凝土主体结构中温度的变化情况,以某地铁站主体结构为对象,使用FLAC3D对该地铁站进行了模拟,构建了火源产生的除混凝土结构外的热对流和热辐射叠加温度场。根据温度不同材料性质不同的现象,在模拟过程中随温度升高实时调整材料参数,使模拟结果更加准确。模拟了从4℃到1000℃期间的3个设定位置火源使结构温度场的变化。结果表明:在定量角度,车站各部分温度变化与火源温度变化存在一定的数值关系;定性得到,结构越连续,空间刚度越大,热能在车站混凝土结构中传播越快,温度分布越均匀。对该地铁站提出了一些应重点防护的位置。

结构温度作用的若干影响因素分析

用文献[1]所提出的方法,对工程设计中常遇到的结构长度、层数以及后浇带封闭温度等影响结构温度作用的因素进行了分析,并得到了一些可供参考的设计概念。

沥青路面结构温度演变仿真模拟研究

使用路政CAE系统下加载SimuLink组件,对沥青路面模型进行有限元建模,并代入真实气象信息,研究不同气象条件下的沥青路面结构温度和结构力学变化特征。发现冬季极端低温条件下及夏季极端高温条件下,沥青路面的弹性抗压强度均可能最低达到10MPa水平,且夏季发生塑性形变形成车辙损伤的沥青路面,在冬季低温时更容易发生永久损伤。所以在路政管理中应从加强通车管制和开发新型改性沥青配方和优化道路结构的角度进行优化,以提升沥青路面的结构性能。

火灾下综合管廊结构温度分布和高温损伤分析

为研究火灾下综合管廊结构的温度场分布情况,使用有限元分析软件ABAQUS对天然气舱在标准火灾升温曲线下的结构温度场进行了瞬态传热分析。模拟结果表明:混凝土的热惰性导致热量难以在混凝土内传递,使得火灾下混凝土内部通常会有较大温度梯度。并使用混凝土强度高温损伤经验公式,计算得到了在不同时刻沿管廊顶板厚度方向上不同位置的混凝土损伤状况,结果表明混凝土在910℃时,剩余极限应力仅为10%。

防止超长混凝土结构温度收缩的设计方法

许多工程设计人员只重视强度设计,而忽视抗裂构造措施,一旦出现裂缝,不仅影响工程质量,也给建设单位带来了经济损失和麻烦。下面针对如何防止和减轻超长混凝土结构收缩裂缝的设计提出一些建议,仅供设计人员参考。

防止超长无缝混凝土结构温度裂缝的研究

随着建筑向大型化和功能化发展,高层和大柱网建筑不断出现。防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的方法应运而生。

受火钢结构温度—结构耦合场分析

该文通过比较和分析火灾下钢结构的极限状态以及抗火设计中的抗力取值与荷载效应组合前提下,利用ANSYS软件,以非线性有限元为基础,参考传热学及弹性力学,建立钢结构构件火灾下传热模型和受力模型,其受力模型主要考虑静力荷载及温度荷载共同作用。再通过温度—结构耦合计算,分析钢构件受火时间与抗火之间的关系,绘制火灾发生时间与变形、结构承载力、稳定的关系曲线。

某教育基地体育区大跨超长结构设计

某学校体育建筑单体将普通操场的田径跑道抬到屋面,下方含游泳馆、篮球馆等大空间体育场。这使得大跨结构屋面荷载较大,普通混凝土结构或钢结构均很难满足结构强度和刚度的要求。本工程创新性的采用型钢混凝土组合桁架结构,合理的解决了大跨楼盖结构承载力、竖向振动舒适度及建筑净高问题。同时由于结构超长,本文分析了温度作用对结构的影响,采取有效措施控制楼板开裂并对薄弱部位针对性加强。

黑龙江金厂金矿钾长石的结构状态与温度及其成矿意义

钾长石有序度及结构温度可以为探明矿床形成的物化条件、成矿历史等问题提供重要的依据。为阐明本区钾长石及其与矿化的关系,本文分别采用红外光谱和X射线粉晶衍射两种方法对金厂金矿18#矿体的钾长石进行了有序度等相关参数的测定,X粉晶衍射测得有序度及三斜度为:0.42～0.64,0.00～0.125;红外光谱测得有序度:0.60～1.40;结构参数为0.143～0.991;最终结构温度为370～450℃。结果发现,X射线单斜有序度Sm与红外光谱有序度θ反映出的钾长石有序度的变化规律是一致的,且有序度随着蚀变程度增强而增大;本区钾长石为热液蚀变的产物,其形成过程与金矿的沉淀富集有密切关系,可作为矿床的有利找矿标志。

考虑太阳辐射影响的双向张弦梁结构温度效应研究

对于采用透光性材料或直接曝露于室外的大跨度钢结构,在太阳辐射作用下结构温度远高于环境温度且极不均匀,可能成为结构的控制荷载,而现有规范和文献并未给出明确科学的温度作用取值依据。结合双向张弦梁实际工程,通过建立太阳辐射作用下钢结构温度场数值模拟方法,分析温度场分布规律以及结构的温度响应,给出考虑太阳辐射影响的结构温度作用的取值原则。

谷露地热田热结构初探及高温异常区预测

谷露地热田是西藏那曲—尼木地热带上典型的高温地热田。对其地下热结构展开深入研究,并建立准确的温度结构模型,具有重要的实用和科学价值。基于经典电阻率和温度转换经验公式,以钻孔处实测温度值和电阻率值作为估算标准,以电阻率比值和深度分层约束为指导思想,建立了适用于谷露地热田的电阻率与温度转换经验公式,并确定了相关经验系数。通过评估音频大地电磁测深剖面电阻率反演结果的有效性,以及钻孔处温度实测值和估算值之间的拟合优度,评价了此次温度估算方法的合理性,并进行了反演电阻率到温度的转换计算。计算结果成功构建了两条音频大地电磁测深剖面所示区域内的地下温度结构模型,并基于此进行了成矿预测。结果表明:Ⅲ号高温异常区与已知钻探成果相符。因此,推断在两条剖面上存在4个浅部高温异常区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ)和3个深部高温异常区(Ⅵ、Ⅶ和Ⅸ);其中Ⅶ号异常与F4-2断裂的空间分布密切相关,并存在由深部向上运移的趋势,推断该处温度异常存在较大可能为深部热储的反映。而Ⅵ和Ⅸ号异常则与F4-1断裂密切相关,为下一步勘探提供了新目标。需要注意的是,本次计算基于主要岩性为花岗岩而得出相关经验系数,在不同勘探区域使用时需根据实际岩性和钻孔测温结果重新确定转换公式中所需参数。

川滇地区岩石圈温度、化学组分结构研究及对岩石圈减薄过程的认识

川滇地区地处中国大陆西南,对其岩石圈结构的研究是认识该地区构造演化过程的基础.由于不同研究方法存在各自的局限性,导致其所获得的岩石圈结构和可能的构造演化过程仍存在争议.岩石圈温度、化学组分结构是深入认识这些争议性问题的基础.本文基于热动力学模拟和概率密度反演的方法,联合瑞雷面波相速度频散曲线、大地水准面高、地形和地表热流等观测资料,反演了川滇地区岩石圈的温度、化学组分结构.结果表明,川滇地区岩石圈呈现南薄北厚的趋势,其中印支块体岩石圈较薄,为60~80 km,相对起伏较小;川滇菱形块体、江南造山带西缘岩石圈自南(~80 km)向北(~200 km)递增;松潘甘孜块体保持较厚的岩石圈根(~240 km).印支块体与江南造山带西缘岩石圈地幔以过渡型和难熔型的橄榄岩为主,仍存在部分古老难熔的岩石圈地幔物质;而川滇菱形块体内部为饱满型岩石圈地幔,表明古老、难熔的岩石圈地幔被新的地幔物质所取代.根据现今川滇地区岩石圈温度、化学组分结构,我们推测川滇地区南部的印支块体受印度板块与亚欧板块南北向碰撞的影响,导致该区域岩石圈增厚,并发生以拆沉作用为主的减薄过程,但岩石圈地幔仍以古老难熔的地幔物质为主;拆沉作用所导致的热地幔物质上涌使得川滇菱形块体古老难熔的岩石圈地幔物质由南往北逐渐为新的地幔物质所取代,形成了现今饱满型岩石圈地幔,热侵蚀作用在川滇菱形块体岩石圈减薄过程中占主导地位.

太平洋中纬度不同区域气旋式暖涡和反气旋式冷涡的结构研究

作为海洋中重要的物理现象,气旋(反气旋)中尺度涡通常被认为会在海表产生冷(暖)异常,但海洋中还存在着相当数量具有“异常”海表温度的涡旋,即气旋式暖涡和反气旋式冷涡,为研究这一类“异常”涡旋的结构特征,利用2000~2020年的卫星遥感数据和Argo剖面数据,对太平洋及四个中纬度特征区域的常规涡旋(气旋式冷涡、反气旋式暖涡)和“异常”涡旋进行了表面和垂直温度异常结构的合成和对比分析。结果表明:(1)太平洋区域约有11%的反气旋涡为反气旋式暖涡,约9%的气旋涡为气旋式冷涡,“异常”温度层存在于50 m以浅;“异常”涡旋在归一化涡旋半径内具有与常规涡旋相反的海表面温度异常合成结构,且引起的异常大小要弱于常规涡旋;(2)黑潮延伸体区域“异常”涡旋的海表面温度异常结构为偶极子模态,与常规涡旋及其他三个区域涡旋差别最大。在垂向上,不同区域“异常”涡旋的结构差异主要体现在“异常”温度层的厚度、核心深度和强度上;(3)具有次表层强化特征的“异常”涡旋,可能主要由涡旋抽吸和涡致Ekman抽吸诱导形成;具有表层强化特征的“异常”涡旋可能主要由涡致Ekman抽吸诱导形成。此外,涡旋的水平搅拌机制在一些区域也起到了比较重要的作用。上述研究结果对于理解海洋“异常”涡旋现象、分析其生成和动力机制有一定的参考价值和科学意义。

国内建筑钢结构防火涂料标准的探讨

钢结构防火涂料作为提高钢结构耐火极限的技术手段之一,被广泛应用。我国钢结构建筑的快速发展,对钢结构防火涂料的需求也日渐明确和突出,如更为细分的适用环境、耐久性等。基于国际上主流的钢结构防火涂料标准,对国内钢结构防火涂料标准所规定的防火性能测试、缺失的钢结构防火涂层体系兼容评估与耐久性指引予以探讨和建议,以期对标准的修订或新标准的制定有所帮助。

防火涂料厚度对钢结构内部温度的影响

采用ANSYS有限元数值模拟的方法,分别模拟导热系数不同的4种防火涂料,涂层厚度为10、15、20、25、30、35、40、45mm时,圆柱形钢柱在ISO 834标准升温曲线下表面温度的变化。分析可知,随着涂层厚度的增加,钢结构表面的温度逐渐下降,当防火涂料涂层厚度大于25mm之后,涂层厚度对钢结构表面温度的影响逐渐减弱;防火涂料导热系数对钢结构表面温度的影响较大。

高超声速流场与结构温度场一体化计算方法

在对国内外流场与结构温度场一体化计算方法的不足进行细致讨论的基础上,提出了一种高超声速流场与结构温度场一体化计算方法.采用统一的积分方程组作为气动加热和结构传热物理过程的控制方程,对整个物理场进行统一的迎风格式有限体积方法离散,给出了流场与结构交界面上温度、温度梯度及导热系数等参数的计算方法.在时间推进方面,定常状态采用多步龙格库塔迭代格式,非定常状态则采用双时间步长方法.采用发展的一体化算法对二维圆管模型的气动加热和结构传热问题进行了数值模拟.结果表明:2s时驻点物面温度为390K,与其他文献的误差在3.1K范围内;稳定时驻点物面温度为647K.

2008年初中国南方持续性冰冻雨雪灾害形成的温度场结构分析

2008年初,中国南方发生了大范围、持续性低温冰冻雨雪天气,冻雨、暴雪灾害历史罕见,许多地方打破50年记录。文中主要从3种降水类型,特别是冻雨的地域分布和促使其形成的温度场层结及地面温度分布特征方面讨论了1月25日到2月2日冰冻雨雪灾害最为严重的过程阶段。分析表明,降雨、冻雨和降雪3种类型降水物的自南向北分布特征是由对流层中低层向北后倾的锋区在南北不同区域上的层结特征和地面温度条件决定的;在倾斜锋区存在背景下,在对流层中低层形成了产生冻雨的大气逆温特征和较低的地面(表)温度条件。逆温区大于0℃的暖层应具有合适的强度、厚度和高度,既不能太厚太低,也不能太薄太高。如果太厚太低,降水将会以雨的类型降落地面,如果太薄太高,降水则会以雪或冰粒子的类型出现。这次过程中0—6℃的暖层在650—850hPa,其下为低于0℃的次冻层,在次冻层温度较低的情况下,即使地面(表)温度在0—1℃,也可能形成冻雨或冰冻灾害。此外,在没有适宜逆温区存在的条件下,较低的地面(表)温度也能使"冰包水"物质、过冷却水滴降落到地面或雪融化成水后迅速凝冻成冰,或使冰冻维持而至灾。