常溫下，由于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單元形式規(guī)則，空間連接緊密，整體穩(wěn)定性能良好，不會因局部桿件的破壞而發(fā)生整體倒塌。然而，在高溫狀態(tài)下，網(wǎng)架桿件會受溫度的上升而膨脹，受力性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定將發(fā)生變化。
一、常溫下網(wǎng)架受力分析
經(jīng)傳熱學(xué)分析，薄壁鋼管內(nèi)外表面溫差相差很小，認(rèn)為溫度沿截面均勻分布。鑒于高溫下桿件易發(fā)生彎曲的特性，文中采用網(wǎng)架梁系計(jì)算模型。在ABAQUS有限元分析軟件中使用單元類型為B32的梁單元來建立網(wǎng)架模型;截面形狀及材料屬性按文中規(guī)定的參數(shù)輸入;支座種類按照設(shè)計(jì)圖紙，采用固接和鉸接組合連接;作用在網(wǎng)架上的荷載包括桿件自重、網(wǎng)架內(nèi)外表面分布荷載及風(fēng)管荷載。
二、高溫下網(wǎng)架受力分析
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座附近的桿件具有較大的應(yīng)力。總的來說，桿件的應(yīng)力值均較常溫有所增加。原因如下：
1、溫度場因素
火災(zāi)發(fā)生的位置及蔓延路徑對溫度場的分布影響很大，而溫度會直接影響材料屬性。由于火勢沿外部裝飾材料燃燒，外層網(wǎng)架溫度比內(nèi)層網(wǎng)架溫度要高，右側(cè)邊緣桿件溫度比跨中桿件溫度要高。這使得右側(cè)外部邊緣的桿件內(nèi)力值較大。
2、材料因素
溫度的上升導(dǎo)致材料的剛度和強(qiáng)度均有顯著的降低。在相同荷載作用下，剛度的降低會使桿件的變形增加，而多余的變形又會增大桿件的附加內(nèi)力。
3、約束原因
對于超靜定結(jié)構(gòu)來說，溫度效應(yīng)是不能忽視的。對于結(jié)構(gòu)中部的桿件，由于受到支座約束較弱，在溫度作用下可以有一定程度的自由伸縮。而這種自由性會使桿件的附加內(nèi)力增大幅度降低，而且材料的軟化也會降低多余內(nèi)力的影響。
而網(wǎng)架邊緣靠近支座的桿件具有較大的約束剛度，在桿件膨脹過程中無法通過有效的伸縮來釋放能量，就會使桿件截面內(nèi)力持續(xù)積累，造成局部應(yīng)力過大現(xiàn)象。使得一些與固定支座連接的桿件發(fā)生偏大的撓度值，進(jìn)而嚴(yán)重影響網(wǎng)架的局部承載能力。
根據(jù)火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)承載能力的判定依據(jù)
1、結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定性
2、結(jié)構(gòu)的整體變形達(dá)到無法承受荷載的限值，即最大撓度 與結(jié)構(gòu)跨度 之比大于 。
由上述判據(jù)及網(wǎng)架達(dá)到最高溫度時的撓度值可知：網(wǎng)架跨中撓度最大值為102.7mm，與該位置的跨度之比小于此限值，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)仍有承載能力。網(wǎng)架局部桿件撓度值過大，已超過桿件承載力判據(jù)。因此，可以這樣認(rèn)為：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在受火過程中，雖有一些桿件退出工作，但其整體結(jié)構(gòu)依然具有承載能力。
