不规则混凝土壳体在整体不均匀日照作用下的温度效应研究

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1、第12卷第3期铁道科学与工程学报Volume12Number32015年6月JournalofRailwayScienceandEngineeringJune2015不规则混凝土壳体在整体不均匀日照作用下的温度效应研究熊高亮，周凌宇，张汉一(1．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2．中铁四局市政分公司，安徽合肥230000)摘要：为研究不规则混凝土壳体在整体不均匀日照作用下的温度效应，运用太阳辐射和对流换热等相关知识，计算夏季整体不均匀日照作用在一个不规则混凝土壳体表面产生的温度荷载，采用有限元软件Abaqus6．n，分析该壳体在此种工况下的温

2、度场和温度应力，并将计算结果与该壳体在整体降温、整体升温及自重3种工况下的温度效应进行对比分析。研究结果表明：不规则混凝土壳体在夏季整体不均匀日照作用下的温度场分布很不均匀，向阳面的温度值比背阳面的高21．22℃；截面温度梯度符合指数函数分布；壳体在夏季不均匀日照作用下的最大主应力为3．635MPa，比自重作用下的大1．663MPa，比整体升温作用下的大0．542MPa，仅比整体降温作用下的小0．146MPa。本文为不规则混凝土壳体的设计提供了一定的参考。关键词：整体不均匀日照；不规则混凝土壳体；温度荷载；温度效应中图分类号：TU37文献标志码：A文章编

3、号：1672—7029(2015)03—0624—07StudyontemperatureefectofirregularconcreteshellunderoverallunevensunshineXIONGGaoliang，ZHOULingyu，ZHANGHanyi(1．SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．MunicipalEngineeringBranchCompemyofChinaRailwayNo．4EngineeringGroupCo．L

4、td，Hefei230000，China)Abstract：Inordertostudythetemperatureeffectoftheirregularconcreteshellundertheactionofthewhole—nonuniformsunshine，thispaperappliesknowledgeaboutsolarradiation，convectionheatexchangeandotherrel—evantknowledge，calculatesthetemperatureloadonthesurfaceoftheirregu

5、larconcreteshellgeneratedbythewhole—nonunifeIrmsunshineinsummer．usesthefiniteelementsoftwareAbaqus6．11，analyzesthetemperaturefieldandtemperaturestressoftheshellinthiscondition，andcomparestheresultswiththatinconditionsofover—allcooling，overallheatandthegravity．Thestudyshows：thetem

6、peraturefieldoftheshellundertheeffectofthewhole—nonuniformsunshineinsummerisveryinhomogeneous．Thetemperatureofthesurfaceexposedtothesunis21．22℃higherthanthetemperatureoftheshadedsurface．Thetemperaturegradientofthecrosspro—fileaccordswithexponentialfunctiondistribution．TheMaximump

7、rincipalstressoftheshellunderthewhole—nonuniformsunshineinsummeris3．635MPa．Itis1．663MPahigherthanthatundertheeffectofgravityandis0．542MPahigherthanthatintheoverallwarmingcase，whichiSiust0．146MPalowerthanthatintheover．allcoolingcase．Thispaperprovidessomereferencesforthedesignofire

8、gularconcreteshel1．Keywords：thewhole—non