2008奧運(yùn)羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)抗火反應(yīng)分析.pdf

1、弦支穹頂結(jié)構(gòu)是將張拉整體、索穹頂?shù)热嵝越Y(jié)構(gòu)和單層網(wǎng)殼相結(jié)合而形成的一種新型的空間結(jié)構(gòu)體系。與單層網(wǎng)殼相比具有結(jié)構(gòu)剛度大、穩(wěn)定性高、重量輕等特點(diǎn)，與雙層網(wǎng)殼相比，具有結(jié)構(gòu)形式新穎、造型美觀、節(jié)約空間等特點(diǎn)。由于鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力差，如發(fā)生火災(zāi)，在高應(yīng)力和高溫的共同作用下，構(gòu)件的力學(xué)性能變化劇烈，并且由于熱膨脹應(yīng)變和蠕變的增加導(dǎo)致索的預(yù)應(yīng)力損失，致使整個(gè)結(jié)構(gòu)有發(fā)生坍塌的危險(xiǎn)。至今，國(guó)內(nèi)外還沒有系統(tǒng)地對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行火災(zāi)下的性能分析，因此本文

2、以奧運(yùn)羽毛球館實(shí)際工程為契機(jī)，對(duì)超大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的性能進(jìn)行了全面的分析研究。 在材料的塑性材料選項(xiàng)中，基于我國(guó)采用的彈性模量和屈服強(qiáng)度模型及溫度曲線需要的條數(shù)，本文采用多線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型。在材料高溫蠕變性能的研究中，比較各模型的吻合度及適用范圍，本文采用王俊模型；經(jīng)過模擬分析，得出高溫蠕變主要取決于預(yù)應(yīng)力初值的大小。 在對(duì)室內(nèi)火災(zāi)溫度場(chǎng)的模擬中，本文分別采用傳統(tǒng)的ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線和實(shí)用大空間建筑火災(zāi)空

3、氣升溫經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行溫度場(chǎng)的模擬，將所得溫度場(chǎng)疊加到結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線得出在22min左右結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)破壞，各構(gòu)件受力機(jī)理也可表明。大空間空氣升溫模型則得出結(jié)構(gòu)在1.5h內(nèi)仍處于安全狀態(tài)，但個(gè)別構(gòu)件內(nèi)力、位移變化幅度較大。研究表明大空間升溫模型可以更貼切的體現(xiàn)大空間結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的實(shí)際響應(yīng)。 在對(duì)火災(zāi)下弦支穹頂結(jié)構(gòu)性能的研究過程中，本文針對(duì)不同的火源面積，分別對(duì)各構(gòu)件內(nèi)力、各節(jié)點(diǎn)位移的變化過程進(jìn)行了分析研究，并解