解析钢结构网架在高温和常温下的不同力学表现

现代建筑中，钢结构网架是一种十分常见的建筑形式，其美感的外观设计和的力学结构表现使其深受各大施工方的喜爱，更是称为了体育场、展览馆、工厂车间等建筑的方案。不过钢结构网架在不同温度下会具有不同的力学表现。

一、常温下网架受力分析

　　常温下，由于空间网架结构单元形式规则，空间连接紧密，整体稳定性能良好，不会因局部杆件的破坏而发生整体倒塌。经传热学分析，薄壁钢管内外表面温差相差很小，温度沿截面均匀分布，整体表现十分稳定。

　　二、高温下网架受力分析

　　在高温状态下，网架杆件会受温度的上升而膨胀，受力性能和结构的稳定将发生变化。网架结构支座附近的杆件具有较大的应力。总的来说，杆件的应力值均较常温有所增加。原因如下：

　　1、温度场因素

　　火灾发生的位置及蔓延路径对温度场的分布影响很大，而温度会直接影响材料属性。由于火势沿外部装饰材料燃烧，外层网架温度比内层网架温度要高，右侧边缘杆件温度比跨中杆件温度要高。这使得右侧外部边缘的杆件内力值较大。

　　2、材料因素

　　温度的上升导致材料的刚度和强度均有显著的降低。在相同荷载作用下，刚度的降低会使杆件的变形增加，而多余的变形又会加大杆件的附加内力。

　　3、约束原因

　　对于超静定结构来说，温度效应是不能忽视的。对于结构中部的杆件，由于受到支座约束较弱，在温度作用下可以有一定程度的自由伸缩。而这种自由性会使杆件的附加内力加大幅度降低，而且材料的软化也会降低多余内力的影响。

　　而网架边缘靠近支座的杆件具有较大的约束刚度，在杆件膨胀过程中无法通过有效的伸缩来释放能量，就会使杆件截面内力持续积累，造成局部应力过大现象。使得一些与固定支座连接的杆件发生偏大的挠度值，进而严重影响网架的局部承载能力。