弦支钢-混组合梁在日照辐射影响下的最优张拉时机研究

张良凯; 王长宏; 严仁章; 彭俊兮; 文强

doi:10.3724/j.gyjzG23122503

弦支钢-混组合梁在日照辐射影响下的最优张拉时机研究

doi: 10.3724/j.gyjzG23122503

1. 中交一公局第九工程有限公司, 广州 510000;
2. 重庆交通大学土木工程学院, 重庆 400074

基金项目:

国家自然科学基金青年基金资助项目（51708067）；重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202403002）。

详细信息

作者简介:
张良凯，工程师，主要从事房屋建筑工程施工方面工作，573268918@qq.com。

通讯作者:
严仁章，博士，教授，主要从事大跨空间结构与组合结构方向的研究，rz_yan@cqjtu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2023-12-25
- 网络出版日期: 2025-07-15

Analysis of Tensioning Time for Composite Beam-String Structures Considering Solar Radiation Effects

1. The 9th Engineering Co., Ltd., of CCCC First Highway Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510000, China;
2. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

摘要

摘要: 弦支钢-混组合梁张拉施工过程完全暴露于日照辐射环境下，结构张拉成型时刻的温度远高于环境温度且呈现明显的时空非均匀性特征。为明确不均匀温度作用对弦支组合梁力学性能的影响，参考一实际工程案例开展弦支组合梁的不均匀温度及温度效应研究。首先通过现场试验与精细化数值模拟获取了上弦组合梁沿其横向与纵向的温度分布规律，并给出了组合梁关键截面在不同时刻的温度梯度模型；接着为实现考虑结构整体不均匀温度影响的弦支梁高效计算，提出一种四分梁单元模拟方法，并采用ANSYS有限元软件预演了不同张拉时刻的结构初始不均匀温度场对结构使用阶段力学响应的影响规律，发现各项力学性能指标大小均随张拉时刻呈“V”形变化，通过对比给出了结构最优张拉时机为13：00。
- 弦支钢-混组合梁 /
- 日照辐射不均匀温度 /
- 张拉时机 /
- 力学性能
Abstract: During the tensioning construction process， the composite beam-string structure is fully exposed to solar radiation. At the moment of structural forming through tensioning， its temperature exceeds ambient levels while demonstrating obvious non-uniformity. In order to clarify the influence of non-uniform temperature effects on the structure’s mechanical properties， a simplified simulation method for non-uniform temperature loads was proposed based on a practical project， and the finite element software ANSYS was used to numerically simulate the structure’s mechanical properties at different tensioning stages under solar exposure. First， field tests and refined numerical simulations were conducted to obtain the temperature distribution patterns along both transverse and longitudinal directions of the top chord composite beam. A temperature gradient model was subsequently established for critical beam sections at various stages. For efficient computation of the beam-string structure considering global non-uniform temperature effects， a quartered beam element simulation method was proposed. Using the finite element software ANSYS， the influence of initial non-uniform temperature fields at different tensioning stages on the structure’s mechanical performance during service life was simulated， and the magnitudes of all mechanical property indicators change in a V shape with the tensioning time. Through a comparison， the optimal tensioning opportunity for the structure was 13：00.
- composite beam-string structure /
- non-uniform temperature under solar radiation /
- tensioning time /
- mechanical property

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