轴向约束杆件高温屈曲后强度对网架结构高温极限承载力的影响

局部火灾下,网架结构升温具有明显的非均匀性,结构中温度高的杆件热膨胀受到温度较低杆件的约束,使得网架结构的部分杆件具有显著的约束杆件高温力学特征。基于局部火灾下网架结构力学反应全过程数值追踪技术,考察结构升温非均匀性、结构荷载比、火源位置和结构跨度影响因素下,网架结构杆件高温屈曲后强度对整体结构抗火极限承载力的贡献。研究表明:当结构温度分布非均匀系数η在0.2≤η<0.6区间取值,且结构荷载比R在0.2~0.7范围内,杆件高温屈曲后强度对网架结构高温极限承载力有较大贡献;随着火源位置从网架几何中心偏移,杆件高温屈曲后强度对结构抗火极限承载力的贡献增大;随着网架跨度的增加,当结构荷载比R≤0.5时,杆件高温屈曲后强度对结构抗火极限承载力的贡献逐渐增大,当荷载比R>0.5时,杆件高温屈曲后强度对结构抗火极限承载力的贡献先逐渐减小然后转变为逐渐增大。上述研究结论可为建立网架结构第2阶段失效准则提供理论依据。

局部火灾下弦支穹顶结构破坏模式参数分析

以凯威特-联方型弦支穹顶结构为研究对象,采用ANSYS软件,建立弦支穹顶结构高温热力耦合数值分析模型,考察多参数影响下的弦支穹顶结构受火破坏模式。研究结果表明:随着结构温度分布逐渐均匀,在荷载比0.2~0.6范围,出现外圈环索破坏;在荷载比0.7~0.8取值范围,破坏模式由外圈环索破坏转变为上层网壳外圈环杆破坏。随着火源位置向结构边缘方向移动,外圈环索单元破坏的同时,出现了外圈环杆单元的破坏,且温度分布非均匀性变化对结构破坏模式的影响逐渐减弱。在较低荷载比及温度分布不均匀的情况下,随着火源位置的外移,逐渐出现外圈环索破坏,而矢跨比和预应力水平对结构的破坏模式影响较小,温度分布趋于均匀时,当矢跨比或者预应力较大时,结构均是外圈环杆或环索破坏,随着这两个参数的减小,发展为外圈环杆和环索同时破坏。结构温度分布非均匀性、荷载比和火源位置是影响弦支穹顶结构破坏模式的关键参数。