火災(zāi)下受約束蜂窩梁懸鏈線效應(yīng)理論研究.pdf

1、火災(zāi)下受約束鋼梁的懸鏈線效應(yīng)是指:隨著溫度的升高，由于鋼梁的熱膨脹變形受到約束，鋼梁內(nèi)產(chǎn)生軸力;隨著溫度的進(jìn)一步升高，鋼梁發(fā)生大撓度變形，梁內(nèi)軸力由壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槔Σ⒗^續(xù)承擔(dān)外荷載的現(xiàn)象。考慮受約束鋼梁的懸鏈線效應(yīng)可有效發(fā)揮結(jié)構(gòu)潛能，顯著提高構(gòu)件的臨界溫度。但目前對鋼梁懸鏈線效應(yīng)的研究集中于數(shù)值研究，且多是基于均勻溫度假設(shè)，尚沒有成熟的理論分析方法。
　　本文首先采用經(jīng)驗證的有限元模型分析了火災(zāi)下受約束鋼梁懸鏈線效應(yīng)受力機(jī)理。結(jié)果表

2、明，火災(zāi)下鋼梁經(jīng)歷三個階段:壓彎階段、屈曲后階段及懸鏈線階段，鋼梁受力機(jī)制由梁受彎承載機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)閼益溇€拉力承載機(jī)制;截面不均勻溫度分布引起的熱彎效應(yīng)增大了鋼梁的撓度;與實腹梁相比，蜂窩梁腹板所起的作用很小，可以忽略。
　　其次研究了不同參數(shù)對火災(zāi)下受約束鋼梁懸鏈線效應(yīng)的影響，考慮的參數(shù)有溫度梯度、荷載比、軸向約束剛度比、跨高比、開孔率、孔間腹板寬度及孔偏心。結(jié)果表明，荷載比、軸向約束剛度比及跨高比對火災(zāi)下受約束蜂窩鋼梁的懸鏈線效應(yīng)

3、有較大影響，小荷載比及大跨高比蜂窩梁更適宜考慮懸鏈線效應(yīng);而開孔率、孔間腹板寬度及孔偏心對火災(zāi)下蜂窩梁的受力性能影響十分有限。
　　最后基于平衡方程、本構(gòu)方程及幾何方程提出了一種適用于火災(zāi)下受約束蜂窩鋼梁懸鏈線效應(yīng)的簡化分析方法。考慮了蜂窩梁孔洞上下方腹板對軸力的貢獻(xiàn)及進(jìn)入懸鏈線階段時孔洞上方截面由壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力的應(yīng)力路徑影響。將簡化分析方法計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較，從梁內(nèi)約束軸力、跨中撓度及特征溫度三個方面評估了該方