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第1章 绪论 1

1.1 大跨度建筑结构 1

1.2 结构温度作用 3

1.3 太阳辐射对大跨度建筑结构的影响 4

1.4 本书的主要内容 5

第2章 大跨度建筑结构常用材料太阳辐射系数 7

2.1 大跨度建筑结构常用材料 7

2.2 太阳辐射系数及其测试方法 7

2.2.1 太阳辐射光谱 7

2.2.2 太阳辐射系数 8

2.2.3 太阳辐射系数的测试标准 9

2.2.4 太阳辐射系数的测试方法 9

2.3 太阳辐射系数试验试件设计 11

2.3.1 钢结构常用涂料配套 11

2.3.2 钢结构常用涂料试件制备 13

2.3.3 铝合金材料试件制备 18

2.3.4 膜材料试件制备 18

2.4 常用涂料与铝合金材料太阳辐射吸收系数试验 21

2.4.1 试验仪器 21

2.4.2 试验过程 21

2.4.3 试验结果 22

2.5 膜材太阳辐射透射系数和吸收系数试验 28

2.5.1 试验仪器 28

2.5.2 试验过程 28

2.5.3 试验结果 29

2.6 太阳辐射系数试验结果总结 33

第3章 太阳辐射作用下金属构件温度试验 34

3.1 温度测量方法 34

3.1.1 温度测量方法概述 34

3.1.2 热电阻法 34

3.1.3 热电偶法 35

3.1.4 辐射温度计 36

3.1.5 测试方法选择 36

3.2 不同涂层钢构件与铝合金构件太阳辐射温度试验 37

3.2.1 试件设计 37

3.2.2 试验装置设计 38

3.2.3 试验过程 39

3.2.4 热电偶法试验结果 39

3.2.5 红外线测温枪试验结果 47

3.3 不同截面形式与空间方位的钢构件太阳辐射温度试验 49

3.3.1 试验目的 49

3.3.2 试验方案 49

3.3.3 测点布置 50

3.3.4 夏季太阳辐射作用下钢板试件试验数据分析 53

3.3.5 夏季太阳辐射作用下钢管试件试验数据分析 57

3.3.6 夏季太阳辐射作用下箱型钢管试件试验数据分析 58

3.3.7 夏季太阳辐射作用下H型钢试件试验数据分析 59

3.3.8 不同气象条件下钢构件试验数据分析 61

3.4 不同防护措施下矩形钢管构件太阳辐射温度实测 63

3.4.1 试验目的 63

3.4.2 试验方案 63

3.4.3 试验数据分析 64

3.5 不同膜材屋面下钢构件太阳辐射温度实测 68

3.5.1 试验目的 68

3.5.2 试验模型设计 69

3.5.3 测点布置 70

3.5.4 试验方案 71

3.5.5 试验测试过程 72

3.5.6 试验结果分析 73

3.6 天津东亚运动会自行车馆屋盖钢结构温度作用与温度应力实测 79

3.6.1 工程概况 79

3.6.2 应力与温度监测方案 80

3.6.3 应力与温度监测结果 82

第4章 太阳辐射作用下钢构件非均匀温度场数值模拟 86

4.1 太阳辐射 86

4.1.1 太阳常数 86

4.1.2 太阳光线方向角度参数 87

4.1.3 太阳辐射强度计算 89

4.2 基于FEM的钢结构太阳辐射非均匀温度场模拟方法 91

4.2.1 钢构件表面的热流类型 91

4.2.2 瞬态导热微分方程 93

4.2.3 边界条件 93

4.2.4 与空气间的热对流 94

4.2.5 长波辐射强度计算 94

4.2.6 阴影计算方法 94

4.2.7 有限元数值分析的实现 100

4.3 基于FEM的不同截面形式钢构件太阳辐射非均匀温度场模拟 102

4.3.1 数值模型中参数的取值 102

4.3.2 太阳辐射作用下钢板试件数值模拟 105

4.3.3 太阳辐射作用下钢板试件温度场参数分析 107

4.3.4 太阳辐射作用下钢管试件数值模拟 108

4.3.5 太阳辐射作用下钢管试件温度场参数分析 110

4.3.6 太阳辐射作用下箱型钢管试件数值模拟 112

4.3.7 太阳辐射作用下箱型钢管试件温度场参数分析 113

4.3.8 太阳辐射作用下H型钢试件数值模拟 114

1.3.9 太阳辐射作用下H型钢试件温度场参数分析 115

4.4 基于FEM的不同涂层钢板试件温度场数值模拟 116

4.5 基于CFD的钢结构太阳辐射非均匀温度场数值模拟方法 120

4.5.1 CFD数值分析模型 120

4.5.2 太阳辐射作用下封闭方钢管温度场数值模拟 124

第5章 太阳辐射作用下大跨度建筑结构温度效应 128

5.1 山东在平体育馆太阳辐射温度效应 128

5.1.1 工程概况 128

5.1.2 弦支穹顶叠合拱太阳辐射非均匀温度场数值模拟 132

5.1.3 弦支穹顶叠合拱结构的温度效应分析 135

5.1.4 支座刚度对弦支穹顶叠合拱结构温度效应的影响 137

5.1.5 合拢温度对弦支穹顶叠合拱结构温度效应的影响 138

5.1.6 钢拱刚度对弦支穹顶叠合拱结构温度效应的影响 139

5.1.7 钢拱与弦支穹顶结构不同合拢温度下的温度效应 139

5.1.8 索滑移对弦支穹顶叠合拱结构温度效应的影响 142

5.2 天津保税中心大堂屋盖太阳辐射温度效应 145

5.2.1 工程概况 145

5.2.2 太阳辐射作用下温度场分析 145

5.2.3 太阳辐射作用下弦支穹顶结构温度响应分析 146

5.3 天津天山海世界米立方屋盖太阳辐射温度效应 147

5.3.1 工程概况 147

5.3.2 天山海世界米立方钢屋盖温度实测方案 149

5.3.3 天山海世界米立方钢屋盖温度实测结果 151

5.3.4 非均匀温度场对树状结构的影响 155

5.3.5 不同温度工况对树状结构的影响 159

5.3.6 温度作用下树状支承与普通柱支承的结构性能对比 161

5.4 鄂尔多斯新建机场航站楼太阳辐射温度效应 163

5.4.1 工程概况 163

5.4.2 太阳辐射作用下非均匀温度场分析 164

5.4.3 太阳辐射作用下非均匀温度效应分析 166

5.5 秦皇岛首秦办公楼中庭太阳辐射温度效应 168

5.5.1 工程概况 168

5.5.2 参数取值 169

5.5.3 结果分析 169

5.5.4 温度响应分析 170

5.6 曹妃甸开滦储煤基地单层网壳结构太阳辐射温度效应 173

5.6.1 工程概况 173

5.6.2 太阳辐射作用下铝合金板的温度场数值模拟 174

5.6.3 铝合金网壳的太阳辐射温度效应 176

5.6.4 参数化分析 178

5.7 天津于家堡交通枢纽站房太阳辐射温度效应 179

5.7.1 工程概况 179

5.7.2 太阳辐射温度效应现场监测方案 183

5.7.3 太阳辐射作用下非均匀温度场分析 183

5.7.4 太阳辐射作用下非均匀温度效应分析 188

第6章 考虑太阳辐射作用的钢构件温度计算方法 197

6.1 概述 197

6.2 太阳辐射作用下钢板温度计算简化公式 198

6.2.1 钢板温度计算理论 198

6.2.2 钢板温度简化计算公式 198

6.2.3 钢板温度计算算例 203

6.2.4 简化计算公式结果与温度实测值对比 207

6.3 太阳辐射作用下矩形钢管温度计算简化公式 208

6.3.1 矩形钢管温度计算简化公式 208

6.3.2 矩形钢管温度计算算例 210

6.4 太阳辐射作用下圆钢管温度计算简化公式 214

6.4.1 圆钢管温度计算简化公式 214

6.4.2 圆钢管温度计算算例 217

6.5 太阳辐射作用下H型钢温度计算简化公式 219

6.6 基于年度极值的基本温度取值 222

6.7 温度作用确定的方法 226

参考文献 228

附录 基于年极值温度的各地区基本气温 231

编后记 250