基于张弦梁结构抗火性能的数值模拟研究

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1、y845881论文题目．张弦梁编构抗火蛙篚鲍数值模拟研究⋯⋯⋯论楚漱艮一斟她嘶删．Si鲫1戳m．Qn．旦∞m．甄啦～熨m量l蛳垦奠溉iQr．．agaj．n．st．．．F#．e专业一蚩±王提姓名⋯⋯]：⋯或⋯⋯(年级：2003级)研究方向太踌度窒间结拘导师⋯一殷杏搓⋯⋯⋯职称⋯⋯⋯一教⋯援论文完成日期⋯．．靼鲢．年．12．且⋯⋯⋯答辩日期⋯授予学位日期⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．辽宁工程技术大学辽。r_1：程技术人学硕士学位论文摘要张弦梁结构是近些年发展和兴起的一种新型的空间结构。目前国内对张弦梁结构的研究大多集中在结构受力性能及稳定性等方面，对其抗火性能方面的研究几乎是空白，随着张弦梁结

2、构在大跨度空间结构中的应用目益』。‘泛，其在火灾情况下的结构性能研究为越来越多的结构工程师所重视，有必要对其进行深入分析。本文以潮州市体育馆应用大跨度张弦桁架工程为实例，利用ANSYS有限元分析软件建立了张弦粱的有限元模型，通过改变材料参数和胞加温度荷载的方式柬考虑温度对结构的影响，并考虑几何非线性与材料非线性，模拟了不同温度下结构的反应特征，指出了结构的抗火薄弱部位，从而仿真了张弦桁架结构的火灾破坏全过程。本文讨论了张弦梁结构参数变化对其抗火性能的影响，为张弦梁结构的抗火设计提供了参考依据。关键词：张弦梁结构；抗火性能：数值模拟；形态分析辽宁工程技术大学硕十学位论文Abstrac

3、tTheBeamStringStructureisanewtypespace—structureraisedintheseyears，andtheresearchonstructurebehavioragainstfireisalmostblank．Withthedevelopingofthisl【indstructureinrecentyears．theresearchesonthefireresistantbehaviorofthebeamstringattractmoreandmorestructuralengineers．ThepapertakeChaozhouInstit

4、uteofTechnologyGymnasiumastheexample，Takingintoaccountofgeometricalnon-linearityandmaterialnon-linearity,thefiniteelementmodelofBSSisbuildedinANSYS8．0，theBSSstructure’Sreactionbehavioratdifferenttemperatureissimulatedthroughchangetheparameterandapplyingthetemperatureloads，thecriticaltemperatur

5、eisfindedout．Theeffectoftheparametertostructurebehavioragainstfireisanslysized，Itwilldogreathelptothedevelopmentofthedesignofsteelstructuresagainstfireinourcountry．Keywords：BeamStringStructure；StructureBehavioragainstFire；NumericalSimulation；Analysisofgeometryandtopology辽宁工程技术大学硕士学位论文11绪论1．1张弦

6、梁结构的发展张弦梁结构(BeamStringStructure，简称BSS)，又名预应力梁弦结构，是一种新型的杂交屋盖结构形式，如图1—1。它通过撑杆将拱和索杂交而成，一方面利用撑杆减少拱上弯矩，另一方面由弦抵消拱脚推力，充分发挥了拱型的结构受力优势和充分利用索材的高强抗拉性，使结构受力合理。同时，采用最少量的构件和节点，运输方便又安装简单【1]。一27。。。=—一+‘’’、、、、、、一一／／一2≮=：二=二工!二一7粱索张弦梁图l·1张弦梁不意蚓1．1．1张弦梁结构在国外的发展日本大学斋腾公男教授在80年代提出张弦梁这一概念时，以为BSS是新型结构，但他通过仔细回顾以往建筑结构形

7、式发现这种结构形式早在十九世纪初就被开发和应用在桥梁上，如1859年建造的RoyalAlbert桥，但张弦梁结构，没有进一步开发应用于屋盖结构上。斋腾公男教授从建筑设计和结构性能两个方面解释了从本世纪80年代开始，重新注意和应用该结构的原因：从建筑设计角度看，对于不同的空间形式和尺寸，张弦梁结构的梁和弦有很大的选择余地；从结构角度看，通过在弦上加预应力，可以有效的改善结构的受力性能和刚度。80年代BSS概念提出后，该结构形式在日本有不少实际工程。KeioGizyuku