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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