1. 研究目的与意义
本课题研究的背景、目的及意义传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热就必然从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。无论在能源、宇航、化工、动力、冶金、机械、建筑等工业部门，还是在农业、环境保护等其他部门中都涉及许多有关传热的问题，而传热又必将导致温度变化由此产生热应力即温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。通过ANSYS对热应力进行模拟分析再改进结构设计从而降低热应力对于结构强度的影响。
2. 研究内容和预期目标
本论文将会着重研究温度变化下结构的传热过程及热应力问题，我们将选用门式刚架作为研究对象从而研究这一问题。门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。我国在20世纪80年代初开始使用门式刚架，如今全国已经建成的门式刚架房屋达到数千万平方米，且每年以约四百万平方米的速度增加，正是因为使用广泛，覆盖面积巨大，因此在门式刚架的房屋中火灾时有发生，门式刚架在火灾中局部破坏甚至倒塌，将会造成不可预计的后果，对于门式刚架的结构如何评价，待建的门式刚架如何设计，针对上述问题我们将从在火灾中门式刚架的传热过程以及门式刚架的热应力来进行重点研究，借助于ANSYS来对火灾中的门式刚架的热应力来进行模拟分析，从而解决上述的问题。
3. 研究的方法与步骤
本课题采用的研究方法为使用ANSYS有限元分析软件对门式刚架受火后的温度变化与传热以及热应力进行数值模拟，从而得到门式刚架破坏的临界条件和最不利荷载条件。大致研究步骤：第一步分析结构受火边界条件，受火温度的环境条件，荷载比和破坏准则。第二步受火反应数值模拟在这一步中我们需要使用ANSYS有限元分析软件来对门式刚架进行建模，建立模型之后取一半结构进行研究分析，由此来得到温度变化时门式刚架的热应力的变化从而进行分析。之后我们还需要控制变量，从荷载的影响，截面几何参数的影响，结构几何参数的影响。火焰辐射对门式刚架结构整体抗火临界温度的影响这几个方面来进行反复模拟，其中截面几何参数的影响和结构几何参数的影响需要重点研究，将其中构件变截面楔率的影响，截面翼缘，厚度和腹板厚度的影响，截面高度的影响一一归纳从而得出最佳的截面几何参数，而有关结构几何参数的影响：如梁坡度的影响，梁跨度的影响，柱子高度的影响都会有所涉及。最后将选择一个具体的算例来进行研究，从而使得该门式刚架得到足够的抗火性能，来由此保证大众的安全。
4. 参考文献
[1]高冉,苏义坤.温度变化对于门式刚架的应力变形影响分析[j].山西建筑,2015,41（17）:23-24.
[2]黄珏倩,李国强,包盼其,刘克.门式钢刚架结构实用抗火临界温度计算方法[j].建筑钢结构进展,2007,9（6）:42-48.
[3]谢超,杜勇,高庆.门式钢刚架受火力学反应分析[j].防灾减灾工程学报,2015,35（1）:28-35.
5. 计划与进度安排
[1]3月18日 -3月24日 文献检索，提交开题报告
[2] 3月 25 日- 4月7日 论文研究，提交外文翻译初稿
[3]4月 8 日 - 5 月 19 日论文研究，提交论文初稿
