高溫下鋼框架敏感構件評估方法

高英棋 左 輝 董凱杰 宋寧寧

(河南工業大學,鄭州 450000)

引言

鋼結構以自重輕、施工方便等優點廣泛應用于廠房、機場等大跨空間結構，但由于鋼材耐火性較差，力學特性隨著環境溫度的升高會產生很大的變化，安全性能急劇降低，結構存在較大安全隱患，發生火災時往往會造成巨大的損失。對結構薄弱區域增加防護措施，可減少災難發生，所以提前確定在高溫下可能會引起結構連續倒塌的敏感構件十分重要。

當前鋼框架研究多采用數值模擬與實驗研究相結合的方法[1-2]，李思禹等[3]以鋼桁架結構為研究對象，模擬分析了鋼桁架結構在熱力耦合作用下的受力性能、鋼屋架的耐火能力。當前在結構設計時，更多是考慮結構的力學性能和耐火能力，但是結構中總是存在薄弱構件，使結構的安全性能降低。因此，能高效地進行響應敏感性分析也顯得日益重要，有學者對結構的構件進行了敏感性分析，分別建立了結構魯棒性和冗余度、敏感性的關系[4-7]。李天福[8]用數學方法，將各個位置的桿件性能與溫度的關系擬合成一條曲線，分別描述了上下表面、上下弦桿、腹桿等位置的桿件結構性能與溫度的關系。白珂冰[9]將桿件三向敏感性系數的平均值作為評價重要性的指標。Pandey[10]發現約束的超靜定次數已經不能準確評價結構冗余度，因此對結構響應的靈敏度進行分析，提出一個計算連續體結構冗余度指標的方法。韓慶華等[11]對立體桁架結構進行敏感性分析，得到極端荷載作用下結構的連續倒塌破壞模式以及敏感構件、關鍵構件的分布規律。……