Performance Analysis
为了对拉索的受力情况进行模拟分析,采用abaqus软件对12根拉索的内部应力进行有限元分析,模拟拉索的静力加载下的受力情况。本次模拟采用15.2mm钢绞线进行应力分析计算,屋面仅加载重力,根据屋面结构材料及维护材料的质量计算,取加载质量为20t。(其中分析模型单位为cm,t。应力分析结果如下图示意:
选用 公称直径 15.2 mm(可按 15.4 mm 计)高强预应力钢绞线,规格 1×7–1860 级,主要参数如下:
·公称直径:d=15.2 mm
·有效截面积:A=140 mm²=1.4 cm²
·抗拉强度标准值:fptk=1860 MPa
·条件屈服强度(0.2%):fptk≈ 1440 MPa
·设计允许应力(按安全系数 K=2.5 ∼ 3.0):≈620~744MPa
结论:根据表中结果,工作应力仅为屈服强度的 25%、为允许应力的 58%,满足强度安全要求。
| 位置标识 | 原值 (吨/(cm·s²)) | 换算后 (MPa) |
|---|---|---|
| OUTPUT-2-1 (Element 2)(图中A索) | 1005.68 | 100.57 |
| OUTPUT-2-1 (Element 1)(图中B索) | 3611.58 | 361.16 |
| OUTPUT-2-CO1(图中C索) | 1919.43 | 191,94 |
| 层次(由室外到室内) | 材料 | 厚度 d(m) | 导热系数 λ(W/(m·K)) | 热阻 R=d/λ((m²·K)/W) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 室外饰面层 | 0.010 | 0.930 | 0.0108 |
| 2 | 外墙体外侧结构板 | 0.015 | 0.170 | 0.0882 |
| 3 | 外墙体保温层(岩棉) | 0.170 | 0.040 | 4.2500 |
| 4 | 外墙体内侧结构板 | 0.015 | 0.170 | 0.0882 |
| 5 | 中间层(含C60龙骨) | 0.060 | 见分析 | 见分析 |
| 6 | 内墙体外侧结构板 | 0.015 | 0.170 | 0.0882 |
| 7 | 内墙体保温层(岩棉) | 0.170 | 0.040 | 4.2500 |
| 8 | 内墙体内侧结构板 | 0.015 | 0.170 | 0.0882 |
| 9 | 室内饰面层 | 0.015 | 0.930 | 0.0161 |
| - | 外表面换热阻 Re | - | - | 0.1100 |
| - | 内表面换热阻 Ri | - | - | 0.1200 |
在水平方向每1.0m间距中,有0.06m是钢龙骨,其余0.94m是保温填充。
即:龙骨在平面中的面积占比 = 0.06 / 1.0 = 6%
即:中间层面积中,6% 为钢龙骨(λ = 50 W/(m·K)),94% 为岩棉保温(λ = 0.04 W/(m·K))。
计算得中间层热阻为:
钢龙骨部分热阻 R_steel = d / λ = 0.06 / 50 = 0.0012 m·K/W
保温部分热阻R_ins = 0.06 / 0.04 = 1.5000 m·K/W
=》中间层等效热阻 R_5 = 1 / [ (f_steel / R_steel) + ((1 - f_steel) / R_ins) ]
= 1 / [ (0.06 / 0.0012) + (0.94 / 1.5000) ]= 1 / [50 + 0.6267]= 1 / 50.6267 ≈ 0.01975 m·K/W
加算得热阻总和约为:9.1295 m·K/W,则传热系数 K = 1 / 9.1295 ≈ 0.1095 W/(m²·K),高原严寒地区规范K值限值需满足K≤ 0.25,本方案0.1095≤ 0.25,满足条件。
根据采光模拟结果,采光效果能很好地与空间功能联系起来。
首先作为中心公共空间的健康教育室(候诊区/输液区)在全年都能维持较好的光照,为人群的主要活动中心提供了更好的场景体验,也利于开展公共活动和医生观测患者状况。
第二,病房、急救室、操作间、诊疗室、治疗室都分布在采光较好的南侧,利于医生进行操作。
第三,采光差的暗房,布局储藏室和医废储藏间,符合“辅助用房适度采光、储藏室低照度”的实用逻辑。