局部损伤下钢柱和框架结构受力性能分析

发布时间：2021-03-26 03:15

　　钢结构作为一种预制化和工业化水平很高的结构,被普遍应用于工业与民用建筑中。但由于钢的材料性质特殊,腐蚀问题一直严重危害钢结构的力学性能。本文主要研究局部点腐蚀损伤对H型钢柱的力学性能影响,并将损伤构件引入钢框架之中,研究整体钢结构损伤后的受力和变形情况,具体研究工作及结论如下:（1）根据展开研究的H型钢轴心受压构件,建立可用的有限元模型,并通过数值分析结果和理论解验证该有限元模型的合理性;（2）根据已有结构安全性检测资料,研究点蚀坑布置在柱脚时轴心受压构件的力学性能。研究发现:点蚀作用于腹板时,DOP（点蚀损伤强度）和α（壁厚损伤度）对构件极限承载力影响较小,当DOP达到某一限值时,α是构件极限承载力的主要影响因素。点蚀作用于翼缘时,构件的R（极限承载力折减因子）与DOP呈现分段的线性关系,随着DOP的增加,R下降趋势由慢到快,随着α越大,R下降趋势变快时的DOP越小。当DOP不变时,随着α的增加,构件的极限承载力削弱趋势近似呈现二次函数关系;（3）分析构件的变形和受力特征,进一步研究点蚀坑布置在柱中位置时轴心受压构件的力学性能。研究发现:点蚀作用于腹板时,构件极限承载力影响较小,α越... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１钢结构工程应用??Ｆｉｇｕｒｅ?１?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ??

针对不同点蚀形貌，在有限元分析中，Ｈｕａｎｇ等验证了当点蚀坑直径和腐相同时，圆柱形点蚀坑可代替圆锥形和半球型点蚀坑，在点蚀尺寸分布中，一般认为在一定程度上是随机的，并可用概率统计加以描述［９］。文章［１大量的统计分析认为点蚀坑最大深度与暴露时间符合线性关系［１Ｑ］；文章［１出点蚀坑最大深度与发展时间呈指数函数关系［１１文章［１２］通过分析大量件，认为构件腐蚀较轻时，腐蚀率基本服从韦伯分布，严重腐蚀环境下，趋向于正态分布［１２］；文章［１３］根据国内对点蚀坑的观察统计数据，建立了型韦伯函数形式的模型［１３］。??－３－??

针对不同点蚀形貌，在有限元分析中，Ｈｕａｎｇ等验证了当点蚀坑直径和腐相同时，圆柱形点蚀坑可代替圆锥形和半球型点蚀坑，在点蚀尺寸分布中，一般认为在一定程度上是随机的，并可用概率统计加以描述［９］。文章［１大量的统计分析认为点蚀坑最大深度与暴露时间符合线性关系［１Ｑ］；文章［１出点蚀坑最大深度与发展时间呈指数函数关系［１１文章［１２］通过分析大量件，认为构件腐蚀较轻时，腐蚀率基本服从韦伯分布，严重腐蚀环境下，趋向于正态分布［１２］；文章［１３］根据国内对点蚀坑的观察统计数据，建立了型韦伯函数形式的模型［１３］。??－３－??

【参考文献】：
期刊论文
[1]近海大气环境下锈蚀平面钢框架抗震性能试验研究及有限元分析[J]. 郑山锁,张晓辉,黄威曾,赵旭冉.  工程力学. 2018(07)
[2]我国建筑工业化发展现状与思考[J]. 王俊,赵基达,胡宗羽.  土木工程学报. 2016(05)
[3]锈蚀钢材偏心受压钢柱承载性能退化规律[J]. 徐善华,王皓,薛南.  哈尔滨工业大学学报. 2016(06)
[4]近海大气环境下多龄期钢框架柱抗震性能的试验研究[J]. 郑山锁,张晓辉,王晓飞,程洋,孙乐彬.  土木工程学报. 2016(04)
[5]锈蚀后钢材弹性模量与屈服强度的计算模型[J]. 徐善华,任松波.  机械工程材料. 2015(10)
[6]点蚀损伤下桩基式平台腿柱轴压极限承载力研究[J]. 王仁华,方媛媛,窦培林,林振东.  海洋工程. 2015(03)
[7]锈蚀钢框架地震损伤模型研究[J]. 郑山锁,王晓飞,程洋,孙乐彬.  振动与冲击. 2015(03)
[8]腐蚀环境中Q345等边角钢构件拟静力试验研究[J]. 张春涛,范文亮,李正良.  工程力学. 2014(11)
[9]锈蚀槽钢受弯承载力试验研究[J]. 徐善华,任松波,崔焕平,王友德.  实验力学. 2014(04)
[10]考虑腐蚀减薄的球壳开孔结构随机有限元分析[J]. 邱昌贤,万正权,黄进浩.  船舶力学. 2013(11)

博士论文
[1]应力作用下金属点蚀与结构可靠性分析方法研究[D]. 谢朝阳.电子科技大学 2017
[2]酸性大气环境下多龄期钢框架结构抗震性能及优化设计方法研究[D]. 王晓飞.西安建筑科技大学 2015
[3]含腐蚀损伤船体结构屈曲评估方法研究[D]. 张岩.大连理工大学 2011

硕士论文
[1]随机分布点蚀损伤下平台圆管构件的极限承载力研究[D]. 孙洁.江苏科技大学 2016



本文编号：3100839