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含相变材料玻璃幕墙不同部位温度及应力分析

作者:周英明 王封顺 
作者单位:东北石油大学 土木建筑工程学院 

摘要:玻璃幕墙有着环保、透明、质量轻等多种优点,一直受到人们的青睐,玻璃幕墙替代传统玻璃幕墙也是大势所趋。但是玻璃幕墙 透明性太强,导致保温性能大大减弱。内含相变材料玻璃幕墙降低透明性,增加保温性,节约能源。也是下一步开发的主流。相变材料的 加入也使玻璃幕墙的应力发生了变化,应力问题不容小觑。

关键词:玻璃幕墙 温度场 应力场 节约能源

正文:含相变玻璃幕墙在室当春夏秋冬四季变化时,室内外温差肯定 不一样,但是都呈现一定的变化规律,本文就分析当室外温度为0 度时,室内温度为25度时,玻璃幕墙各个部位温度的分布规律,利 用ansys有限元进行模拟,模拟结果如下: 由模拟结果可以看出,室内玻璃表面温度大部分稳定在11度左 右,室外玻璃表面温度大部分稳定在3度左右,室内外温差比较明 显,所以对保温效果比较明显,可以节约大量能源,我国是一个能 源大国,每年的能源消耗量不容小觑,解决能源消耗是我们的首要 任务,从上面可以分析得知,相变材料玻璃幕墙室内外温差较大, 可以节约大量的能量,但是室内外温差过大会差生较大的应力,对 生命财产安全造成一定的伤害。下图对玻璃幕墙温度应力进行分 析,得出一些结论:对应力来讲,只要关注最大压应力和最大拉应 力即可,最大拉应力和最大压应力都在玻璃幕墙的四个角上,最 大拉应力越1800MPa,最大压应力越1800MPa,在这一温度下玻璃 幕墙不会产生应力破坏,有分析可知,要是玻璃幕墙更加安全,要 在玻璃幕墙四角加保护措施,这样更有助于延迟玻璃幕墙的使用年 限。

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《城市建设》 国际标准刊号:ISSN 1674-781X   国内统一刊号:CN 11-5897/F
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