多区域局部腐蚀圆钢管混凝土轴压构件受力性能研究

作     者：李建伟 郭兰慧 刘树新 贾晨 

作者机构：哈尔滨工业大学土木工程学院 广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室 北京巴布科克.威尔科克斯有限公司 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第S1期

页      面：69-78页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：广西科技重大专项项目(桂科AA23073017) 

主　　题：钢管混凝土 多区域局部腐蚀 数值分析 轴压性能 

摘      要：在服役期间，钢管混凝土的外部钢管极易发生局部腐蚀，严重危害结构的安全性。局部腐蚀可分布在构件表面的多个区域，腐蚀区域具有随机的几何形貌，具体表现为不规则形状和不均匀表面，其空间分布也具有很强的任意性。为了研究多区域局部腐蚀对圆钢管混凝土构件轴压性能的影响，采用ABAQUS有限元软件建立并验证了单块局部腐蚀圆钢管混凝土构件有限元模型，之后建立了考虑多区域局部腐蚀分布位置随机性以及腐蚀形貌随机性的有限元分析模型。分析了多区域局部腐蚀不规则形状和不均匀表面、沿构件环向和纵向的相对位置对圆钢管混凝土构件轴压承载力的影响。结果表明：具有随机形貌的多区域局部腐蚀可以简化为对应位置上的腐蚀深度恒定的矩形腐蚀区域；多区域局部腐蚀的随机分布位置对构件轴压承载力具有显著影响，腐蚀分布的位置会影响构件的控制截面。根据参数分析结果，提出了基于控制截面的多区域局部腐蚀圆钢管混凝土构件轴压承载力计算方法，计算结果与参数分析结果误差基本小于5%,吻合较好。