本文選題：橋梁結(jié)構(gòu) + 有效導(dǎo)熱系數(shù)��； 參考：《長(zhǎng)安大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：工程中常用混凝土的有效導(dǎo)熱系數(shù)較低,在太陽(yáng)輻射、氣溫驟變等環(huán)境因素的影響下,將在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度效應(yīng),極有可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開(kāi)裂。而提高混凝土的有效導(dǎo)熱系數(shù)是減小混凝土結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)和防止混凝土橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫的有效方法。本文圍繞高導(dǎo)熱性混凝土細(xì)觀數(shù)值模擬與工程應(yīng)用開(kāi)展如下研究:(1)從混凝土材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征出發(fā),提出一種任意級(jí)配混凝土有效導(dǎo)熱系數(shù)的細(xì)觀數(shù)值計(jì)算方法及其考慮孔隙的修正方法,并根據(jù)已有試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了兩種方法正確性,結(jié)果表明兩者均能用于混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的預(yù)測(cè),且后者精度更高;同時(shí),提出了骨料二維級(jí)配概念,并證明二維級(jí)配曲線(xiàn)存在,且與三維級(jí)配曲線(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。(2)基于任意級(jí)配混凝土細(xì)觀數(shù)值模型,提出一種任意級(jí)配鋼纖維混凝土細(xì)觀數(shù)值模型的建立方法,分別研究了鋼纖維摻量、鐵礦砂對(duì)普通細(xì)集料的置換率、骨料類(lèi)型及骨料體積分?jǐn)?shù)對(duì)混凝土有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響,并給出提高混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的相關(guān)建議。(3)利用太陽(yáng)物理學(xué)原理及氣象資料構(gòu)造邊界條件,基于傳熱學(xué)和泛函極值算法推導(dǎo)了二類(lèi)、三類(lèi)耦合邊界下非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算公式,系統(tǒng)說(shuō)明了混凝土橋塔非線(xiàn)性瞬態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算方法,并根據(jù)兩橋塔溫度場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性。同時(shí),分別研究了實(shí)心截面和空心截面橋塔日照溫度分布特點(diǎn)。(4)以混凝土橋塔為例,利用混凝土橋塔非線(xiàn)性瞬態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算方法與高導(dǎo)熱性混凝土細(xì)觀數(shù)值模擬的相關(guān)結(jié)論,研究了提高混凝土有效導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)橋塔結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的影響,為高導(dǎo)熱性混凝土在工程中的應(yīng)用提供依據(jù)。
[Abstract]:The effective thermal conductivity of concrete in common use in engineering is relatively low. Under the influence of environmental factors such as solar radiation and sudden change of temperature, there will be a large temperature effect in the structure, which may lead to the cracking of concrete structure. Increasing the effective thermal conductivity of concrete is an effective method to reduce the temperature effect of concrete structure and prevent the temperature crack of concrete bridge structure. In this paper, the following researches have been carried out around the meso-numerical simulation and engineering application of high thermal conductivity concrete: (1) starting from the characteristics of meso-structure of concrete materials, A mesoscale numerical method for calculating the effective thermal conductivity of concrete with arbitrary gradation and a modified method considering pores are presented. The correctness of the two methods is verified by the experimental results. The results show that both of them can be used to predict the thermal conductivity of concrete, and the precision of the latter is higher. At the same time, the concept of two-dimensional gradation of aggregate is proposed, and the existence of two-dimensional gradation curve is proved. And corresponding to the three-dimensional gradation curve. (2) based on the mesoscale numerical model of concrete with arbitrary gradation, a method of establishing meso-numerical model of steel fiber reinforced concrete with arbitrary gradation is proposed, and the content of steel fiber is studied respectively. The effect of iron ore on the replacement rate of ordinary fine aggregate, the type of aggregate and the volume fraction of aggregate on the effective thermal conductivity of concrete, Some suggestions for improving the thermal conductivity of concrete are given. (3) based on the theory of solar physics and meteorological data, the calculation formulas of unsteady temperature field under two and three kinds of coupled boundaries are derived based on heat transfer and functional extremum algorithm. The calculation method of nonlinear transient temperature field of concrete bridge tower is systematically explained, and the correctness of the method is verified by the measured results of temperature field of two towers. At the same time, the characteristics of sunshine temperature distribution of solid section and hollow section tower are studied respectively. (4) taking concrete bridge tower as an example, using the calculation method of nonlinear transient temperature field of concrete bridge tower and the relevant conclusions of meso-numerical simulation of high thermal conductivity concrete. The influence of increasing the effective thermal conductivity of concrete on the temperature effect of bridge tower structure is studied, which provides the basis for the application of high thermal conductivity concrete in engineering.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU528

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本文編號(hào)：2050468