张弦梁结构

揭示了火灾下预应力拉索的失效机理，并提出了三种高温行为模式。

Qi, Honghui · 楼国彪 · Hou, Jing · Han-Gai, Mao · Fang-xin, Li · Li, Guoqiang

Journal of Building Engineering 2023

参数信息

顶板与拉索最大温差

396.3 °C

临界拉索温度

350–450 °C

技术优势

提前预判临界温度

试验明确张弦梁结构在火灾下的临界拉索温度约为350–450 °C，且荷载比影响很小，设计时可直接采用该区间作为安全阈值。

揭示失效机制

残余预应力的降低导致跨中竖向位移和水平位移迅速增大，而无外荷载时水平位移向外，由于热膨胀引起。

提供数值模型

采用装配荷载法建立了张弦梁结构火灾下的热-力有限元模型，数值预测的温度分布、位移和残余预应力与试验吻合良好。

应用场景

• 大跨度空间结构抗火设计：直接依据临界拉索温度与温差数据制定抗火措施，无需再做破坏性试验。
• 钢结构防火：针对拉索这一最薄弱构件优先加强防护，而非均匀涂覆全部钢构件。
• 结构火灾试验与数值模拟：用经过试验验证的有限元模型替代全尺寸火灾试验，降低研发成本。