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杨岗峰，等：预应力索杆协同网架抗火反应参数分析 预应力索杆协同网架抗火反应参数分析 杨岗峰1，王海忠2，苏学勇2 (1．?可南省城市规划设计研究院有限公司郑州450000； 2．北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京 100124) 摘要：本文详细讨论了结构的跨度、高跨比、节点荷载、支座条件、初始预应等参数和火灾发生位置等因素对预应力索杆 协同网架结构抗火反应的影响，总结各个参数变化时结构跨中节点位移的变化规律，得到合理的参数范围，对结构的实际 运用起一定的参考作用。 关键词：索杆协同网架结构 抗火 高温蠕变 热一结构耦合分析 实用大空间升温曲线。 1 引言 2．2破坏准则 目前对预应力索杆协同网架结构的研究，主 火灾下，结构整体承载力极限状态的判别标 要集中在结构的静、动力性能和施工方法上。文 准为例： 献uI提出了一种以下弦索取代下弦拉杆的新型 (1)结构丧失整体稳定。 协同网架结构，并对其静力特性进行了分析。文 (2)结构达到不适于继续承载的整体变形， 献Ⅲ对其动力性能进行了分析，文献口1对其施工 其界限值可取为1／30计算跨度。 技术及经济性作了分析。 2．3结构模型 本文针对抗火问题，在传统抗火理论的基 本文首先通过3D3S钢结构设计软件设计具 础上，采用热结构耦合的方法，研究预应力索 有实际工程意义的平面尺寸为36mx36m，网格 杆协同网架结构的位移随温度变化规律，为预 为3m，网架高度为2m的中等跨度网架，然后对 应力索杆协同网架结构的抗火设计提供了参 此网架进行预应力改造，将下弦杆件全部替换为 考。 柔性拉索，网架结构周边支撑，X、Y、Z三个方向 铰接。如图1所示。杆件截面选取如下： 2基本假定、破坏准则及结构模型 上弦：Ii0108×6，截面积A=1922mm2 2．1基本假定 IIl】m2 下弦：3‘015钢绞线，截面积A=524 (1)索为完全柔性，只承受轴向拉力，铰接于 腹杆：妒76x4，截面积A=621mm2 桁架的锚固点上。 计算模型中钢材常温下的屈服强度取 (2)将索离散为索段，每个索段按直线处理， 345N／mm2，上弦杆件及腹杆采用LINK8单元， 索段之间节点按铰节点处理，每节点有三个自由 索采用LINKl0单元。索的初始预应力取为 度。 200kN，采用初应变法模拟。节点荷载取 (3)腹杆与索相交点不能在索上滑动。 108l(N。 (4)高温下的钢材力学模型偏于保守的采用 EC3不考虑强化的推荐公式，钢材的热工性能也 采用EC3推荐的公式H)。 (5)假定截面温度整体均匀分布，升温采用 第一作者简介：杨岗峰(1982．11)，男，助理工程师。 2010全国钢结构学术年会论文集【2010·10] 457 设计分析计算篇 3 温度荷载及热结构耦合
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