1、建筑能耗在我國總的能耗中占了相當大的比重，加之我國大部分地區(qū)屬于冬冷夏熱的區(qū)域，建筑冬季采暖與夏季制冷更進一步消耗了大量能源。從經(jīng)濟環(huán)保的角度考慮，采用預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的建筑可以提高能源的利用效率，在完成節(jié)能減排工作的同時改善室內(nèi)的空氣居住環(huán)境。預埋鋼管式混凝土是在普通混凝土結(jié)構(gòu)中埋設鋼管，通過在鋼管中循環(huán)地下水實現(xiàn)節(jié)能效果。其工作機理是：夏季，用相對低溫的地下水帶走多余的熱量；冬季，用相對高溫的地下水來補充熱量，從而維持室內(nèi)合適的

2、溫度。研究節(jié)能型預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的保溫性能及強度對于分析其工作效果以及安全性，進而促進其工程應用具有重要意義。
　　本文研究工作主要基于大型商用有限元軟件ABAQUS，對預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)進行建模，進而研究其保溫性能和強度。首先研究預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫性能，通過模擬計算對比預埋鋼管式和普通混凝土結(jié)構(gòu)在夏冬兩季保溫性能的差異，得出預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的保溫性能：在夏季可以有效降溫，冬季可以提高室內(nèi)溫度，火災發(fā)

3、生時可以延緩室內(nèi)升溫時間。
　　針對預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的熱力學性能進行了研究，模擬了不同的環(huán)境溫度、混凝土孔隙率以及孔隙保水狀態(tài)下，預埋鋼管混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大熱應力、危險區(qū)域以及溫度梯度分布情況。結(jié)果表明混凝土表層孔隙周邊的熱應力最高，熱應力水平隨混凝土孔隙率以及孔隙飽和度的降低而降低，熱應力在孔隙干燥時比飽水狀態(tài)下降低了10～15％。
　　為了分析預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的強度，建立了包含考慮孔隙影響的混凝土有限元模型，采用

4、了擴展有限元方法，對于三點彎曲混凝土梁，模擬分析了梁中的裂紋萌生、擴展直至破壞的全過程。計算結(jié)果表明孔隙的存在會影響混凝土裂紋的擴展路徑，在裂紋附近的孔隙會導致裂紋擴展路徑發(fā)生偏移，偏移效應隨孔隙尺寸的增大而更為顯著。
　　基于混凝土塑性損傷本構(gòu)理論，使用蒙特卡羅方法建立了包含隨機孔隙的混凝土模型，模擬分析了預埋鋼管式混凝土結(jié)構(gòu)的損傷特性。結(jié)果表明孔隙會加劇混凝土剪切帶上的損傷演化，鋼管則起到了強化作用，有效地降低了剪切帶的損傷程