超大跨度机库结构在非均匀温度场作用下的分析.pdfVIP

第十肺全用现代结构I程学术研讨台 超大跨度机库结构在非均匀温度场作用下的分析 汤红军沈金龙裴永忠朱丹 100l20 十日mi№Ⅻ《＆＆m☆m0Ⅻ-』Lm 提叠：超太跨度机库由于季节变化、日温度变化及不同使用条件，结构自部呈现不均匀温度场。奉文辊据数值分析结果时 A380机库结构进行温度分析。比较均匀温度场和非均匀温度场作用下A380机阵结构内力及变形．对々后毙似结构 设计提供借箍与参考。 关t词：大跨度机库．均匀温度场．非均匀温度场，温度作用．鲇构什析 一、引言 温度作用对建筑结构的安全性能、使用性能和耐久性能等方面的影响是结构设计中不可忽略的因素…。 超大跨度钢结构由于结构跨度大，超静定次数高．因而温度引起的变形和内力更大，结构设计中必须充分 重视。目前对于超大跨度建筑钢结构温度作用的考虑，传统的方法仍是基于给定的一个固定的温度变化值． 从而计算得到温度内力产生的影响。由于超大跨度机库在太阳的照射、季节的变化、用温度的变化、地板 采疆、大门使用时的开合等工况下．室内温度场变化较大．尤其同日内大门开合的工况下温度场变化更为 显著，均匀温度场不能准确分析温度作用对结构影响。文献[2]采用数值分析模拟的方法，对北京A380大 跨度机库工程建立有限元模型，考虑气象条件、大气辐射、对流换热等条件的综合影响，系统分析了屋顶 阿架上、下弦平面的温度分布情况及随时问变化的规律．为A380机库温度作用分析提供了更为准确的设计 依据。本文则是根据文献[2]结果．对A380机库进行温度作用分析．给出模拟温度场下屋盖的变形、内力 趋势．井与传统分析方法进行比较。 二、工程概况 北京A380飞机维修机库由北京飞机维修工程有限公司投资建造．为北京首都国际机场扩建工程的配套 3m+t76 工程(圈”，该机库跨度176 3Ⅲ．．进深llOm，高40m。屋盖采用斜放四角锥三层钢网架与大门钢 Omx6 桁架相结合的方案(图2)。同架屋盖呵格尺寸为6 Om．高度8Om，聚用焊接球节点。机库太门处 钢桁架采用焊接箱型截面，高度lI5m．桁架中间支座下沉150m。机库结构三边支承采用四肢格构式钢管 混凝上柱及柱问支捧，大门中柱采用矩型空心现浇棍凝土空心柱。A380机库跨度巨大．超静定次数高．温 差作用下对局部关键结构构件起控制作用，因而准确的温度作用分析是结构设计中项重要内窖。 围1A380帆库效果围 L业建筑2010增刊 第十届全国现代结构i狸学术研讨台 三、温度作用分析 (--)计算模型厦参致设置 GEN 采用MidasV730对结构进行建模分析，柱及太门桁架采用粱单元．网架聚用桁架单元，计算模型 见图3。屋盖钢材为Q345B，钢材弹性模量2．06}10m／衄，泊松比03，线膨胀系数l2．105。大门中柱采 用C40混凝士，弹性模量3010。，泊松比02，线膨胀系数10101。 !《十!々■■!■÷*杆x《jw≈ 一：，并：。群鼎：’鸹㈨蕊：==蠢饔消 篓荔誊：瑟蒸溪渤 黼攀鬻粪蕤溺 图2A380机库屋盖结构布置圄 圉3A380机库结构计算模型 (二)均匀温差值确定 无论是空气温度还是日照温度它所对应的温度场都可以看成是一十与时间无关的稳态温度场和一个随 时间周期变化的非稳态温度场叠加组成。这个周期可以是年也可以足月、日。稳态场的温度是该周期时间 段内的平均温度．即年平均温度、月平均温度、13平均温度．它的导热过程是稳寿导热。目前温度作用分 析中．通常根据工程当地月平均最低和晟高气温以及预计施工合拢13期，确定正负温差进行计算。北京8