膜结构看台中钢结构抗火性能的研究

　　近些年来，钢结构在我国得到广泛的应用，一些大型的工业厂房、体育场馆、膜结构工程都是用钢结构建成的，在商业、住宅用房也有应用。这些都归功于钢结构具有自重轻、施工快、抗震性能好及可以标准化生产等特点。但钢结构的一个较大的弱点是耐火性能差，就是高温下钢材的性能会变化很大，当温度在400℃之时，钢材的屈服强度减少到室温的一半，温度达600℃的时候，钢材基本上丧失整体强度和刚度，而一般火场的温度达到800℃~1000℃，所以对于未采取防火措施的钢结构，一旦发生火灾，结构很容易发生破坏。由此可见，膜结构看台中钢结构的抗火安全形势相当严峻。

　　在钢结构整体数值模拟分析中，为了既减少半刚性连接节点的节点数和单元数，又保留连接节点的非线性特性，本文将梁柱端板节点整体模型进行了简化。用 ANSYS中的弹簧单元模拟梁柱端板连接节点的非线性关系，通过对单元实常数赋值来确认连接节点弯矩-转角关系的非线性特性。根据梁柱节点连接刚度不同建立四个模型，并将四个模型的模拟结果进行了分析比较，得到如下结论：

　　1、随着温度的升高，节点的刚度下降，当节点的刚度下降到不能约束和其连接的梁柱时，结构将发生突然坍塌性破坏。

　　2、在高温下膜结构看台结构刚性与半刚性连接节点的破坏形式有所区别，当梁柱连接为刚接时，钢粱与梁柱节点同时破坏;当梁柱连接为半刚性连接时，梁柱节点处的受力性能得到改良，钢梁先破坏。

　　3、在高温下钢材的屈服强度下降较快，半刚性连接虽然能使粱柱节点处的受力性能改良，但不能增加整体结构的临界温度。

　　通过理论研究与有限元软件模拟钢结构建筑抗火设计的综合分析，得出的结论对消防部门在扑救钢结构建筑火灾中具有重要的指导意义，也为进一步对膜结构看台钢结构中钢构件的防火性能与抗火设计研究打下扎实的理论研究基础，为下一步越好的研究和探索钢结构建筑受火作用下的受力性能奠定良好的基础。