大跨度空间网架结构的温度及火灾分析

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空间网架结构是由多根杆件按一定网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构。具有重量轻、刚度大、空间受力、抗震性能好、适用于工业化生产、地面拼装、整体吊装等优点。由于其独特的优越性近年来网架结构被广泛应运于体育馆、车站候车厅、展览厅、影剧院、体育场看台雨篷、飞机库、工业厂房等建筑的屋盖。但是由于钢材本身热膨胀系数比较大,而且钢结构网架一般都用于大空间覆盖,大体积大跨度的钢结构在外界温度交替变化下产生的内力和位移变化不容忽视。另外钢结构网架屋盖很多都用于车站、机场、体育馆等公共建筑,所以探讨其在火灾发生的极端情况下的安全性能就显得非常重要。本文以某市新建火车站网架结构屋盖为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立网架模型,从环境温度变化对钢结构的影响以及建筑物发生火灾对结构的影响两个方向,主要做了以下分析探讨:1.在ANSYS环境中,建立屋盖固定支座和交接支座两种模型,对屋盖整体在温度一致变化下所引起的支座反力、位移、内力进行了对比分析,从而得出在整体温度作用下不同支座对网架屋盖结构性能的影响。2.在ANSYS环境中,建立屋盖模型,用瞬态分析方法,整体结构抗火性能的模拟研究为中心,基于现有的钢材高温性能本构关系和钢构件升温模型,以标准升温曲线对结构施加温度荷载,得出结构随时间变化和随温度变化的位移、内力关系曲线。在每章结束,本文会对本章所研究的问题做系统的总结,得出有参考价值的结论,希望对钢结构相关领域的研究有所贡献。
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