【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)在太陽照射和周圍環(huán)境等諸多因素的共同作用下,結(jié)構(gòu)內(nèi)部往往產(chǎn)生非線性的溫度分布,據(jù)此引起的溫度應(yīng)力和溫度位移,是處于自然條件下的混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生裂縫破損重要原因之一,溫度效應(yīng)問題愈來愈受到廣泛的關(guān)注度。本文的研究目標是混凝土結(jié)構(gòu)的日照溫度場分布及其遮蔽效應(yīng),重點針對太陽輻射強度、周圍環(huán)境的影響以及理論公式和實例的分析。文章首先根據(jù)太陽能物理學及天文學和熱傳學的基本知識,詳細分析了混凝土結(jié)構(gòu)物與周圍自然環(huán)境之間進行能量傳遞的原理,根據(jù)傅里葉導熱定律,推導出了三維狀態(tài)情況下的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)的導熱微分方程,歸納總結(jié)出適用于日照條件下進行溫度場分析的三類邊界條件。根據(jù)伽遼金加權(quán)余量法對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場的有限元解法給出具體詳細的推導過程。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)物日照溫度場的邊界條件,詳細介紹了太陽輻射的基本原理及太陽輻射相關(guān)參數(shù)的具體求解過程;為了計算的簡單方便,用簡化半正弦波函數(shù)對太陽輻射進行了模擬,并進一步按照傅里葉三角級數(shù)進行展開,可較好的模擬太陽輻射的理論公式;具體分析太陽日照輻射過程當中主要參數(shù)的影響,通過這些參數(shù)的研究,可為混凝土結(jié)構(gòu)合理規(guī)避太陽輻射所引起的不良溫度應(yīng)力提供有效依據(jù)。混凝土結(jié)構(gòu)由于受周圍環(huán)境和建筑物的遮擋作用影響,表面的太陽輻射存在著遮蔽效應(yīng)。詳細分析了水平面、垂直面的混凝土結(jié)構(gòu)物在周圍遮蔽物的影響下,混凝土表面受到的太陽輻射強度和太陽輻射通量的變化規(guī)律。具體推導出了上述兩種工況下的太陽輻射強度的公式,并進行了相應(yīng)的參數(shù)研究。論文最后以一塊具體的混凝土板為算例,利用ANS YS軟件建立其有限元模型,通過熱瞬態(tài)功能模擬混凝土板各點在不同季節(jié)的日照溫度時程曲線。自行編制的ANSYS程序可以有效模擬出混凝土結(jié)構(gòu)的日照溫度場分布,采用的計算模型和有限元模塊是準確合理的,對實際工程具有一定的參考意義。
【圖文】：

圖 5. 1 混凝 土 板 的有 限 元 模型 5 .2 . 2 計算 結(jié) 果分 析 在 分 析 模 擬 的 過 程 當 中 ，， 為 了 有 效
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU375

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本文編號：2576747