极寒环境下大跨贝雷梁钢管施工平台力学性能研究

摘要

目的研究极寒环境对大跨贝雷梁钢管施工平台力学性能的影响,解决高寒地区大型临时钢结构的力学性能与施工安全性问题,并为其提供理论基础与工程价值。方法首先采用已有的贝雷梁试验结果对ABAQUS建模技术进行验证;在此基础上,基于某工程常温下建造的贝雷梁钢管施工平台(20℃),分析其环境温度降至-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃时,平台的应力、结构位移以及局部贝雷梁承载力的变化规律。结果随着温度降低,施工平台中贝雷梁应力从20℃时的85.0 MPa增大到-50℃时的232.2 MPa,钢管柱应力从20℃时的9.9 MPa增大到-50℃时的108.3 MPa;贝雷梁位移从20℃时的3.7 mm增大到了-50℃时的44.7 mm,钢管柱位移从20℃时的0.4 mm增大到了-50℃时的17.4 mm。随着温度降低,钢管柱直径与壁厚的改变对其应力变化影响逐渐变大;随着联结系距钢管柱柱底距离的增大,钢管柱应力增大的趋势不断减弱。温度从20℃降到-50℃,贝雷梁平面外位移从0.7 mm增大到36.6 mm,承载力从561.8 kN减小到475.5 kN,下降约为15.4%。结论环境温度降低会导致贝雷梁和钢管柱应力不断增大;贝雷梁平面外位移增大到一定程度时,会对自身承载力造成明显影响。