初始几何缺陷对钢梁内嵌式预应力组合梁抗火性能的影响

摘要

为研究初始几何缺陷对钢梁内嵌式预应力组合梁抗火性能的影响,建立了钢梁内嵌式预应力简支组合梁在高温下非线性升温过程受力行为的有限元模型。通过考察梁的破坏形式、跨中挠度、侧向位移、拉索张力以及梁的曲率等关键参数的变化,得到初始几何缺陷对该预应力组合梁抗火性能的影响机理。分析结果表明:对于内嵌钢梁的预应力简支组合梁,初始几何缺陷形式可分为跨中弯扭屈曲和腹板局部屈曲两种,其中跨中弯扭屈曲对该预应力组合梁的抗火性能有一定影响。初始几何缺陷越大,该预应力组合梁跨中挠度随温度升高而下降的速率越大,临界温度更低。由于预应力拉索会随着组合梁变形协调,因此初始几何缺陷越大,同一温度下拉索应力与塑性应变也将更大。在高温破坏时,梁加载点处曲率最大,其次是跨中区段。初始几何缺陷形式影响了梁沿纵向的曲率分布,在第一阶弯扭屈曲形式的初始几何缺陷影响下,梁跨中曲率增大,但整体曲率所有下降;在第四阶弯扭屈曲影响下,梁跨中曲率减小,但整体曲率有所增大。