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防灾减灾工程学报 2021年第5期41卷 1020-1027页

作者：杨明飞王辛陈宜网沙志平朱克川安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 悉地国际设计顾问(深圳)有限公司上海200433 安徽圣沃建设工程有限公司安徽合肥230031

为了研究局部点蚀损伤对H型钢柱承载能力的影响,建立数值模型并理论验证了其合理性。以实际结构中损伤位置为参考,分别在柱脚和柱中位置的翼缘和腹板上布置不同腐蚀程度的点蚀坑,并对各组模型进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,得到... 详细信息

为了研究局部点蚀损伤对H型钢柱承载能力的影响,建立数值模型并理论验证了其合理性。以实际结构中损伤位置为参考,分别在柱脚和柱中位置的翼缘和腹板上布置不同腐蚀程度的点蚀坑,并对各组模型进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,得到其屈曲模态和极限承载能力。研究结果表明:不同分布位置、不同腐蚀程度下的H型钢柱屈曲模态并未发生明显改变,均表现为在弱轴平面的弯曲失稳;极限承载力折减系数(r)与壁厚损伤度(α)近似呈现线性关系,与点蚀损伤强度(DOP)之间的关系可用二次多项式较为准确的描述,且随着α和DOP增长,r的降低速度有逐渐加快趋势;局部点蚀范围越靠近柱中,H型钢柱承载力损失越多,故柱中为局部点蚀敏感区;用失重率(D_(w))可较好的综合考虑α和DOP对钢柱承载能力的影响,r和D_(w)在各工况下均表现出较好的近似线性关系,在实际工程中,可用失重率对局部点蚀损伤下H型钢柱进行安全性评级。

关键词： H型钢柱局部点蚀损伤极限承载能力特征值屈曲分析非线性屈曲分析点蚀损伤强度

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局部点蚀钢管柱的力学性能及应用研究

局部点蚀钢管柱的力学性能及应用研究

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作者：沙志平安徽理工大学

学位级别：硕士

钢材存在耐腐蚀性差的缺点,在潮湿或遇水环境下极易发生腐蚀损伤。钢材在建筑材料中占比增大,钢结构在建筑结构中占比增加,钢材易腐蚀的缺点造成构件承载能力降低,从而影响结构的安全性。据不全完统计,每年因为钢材腐蚀造成的损失占国... 详细信息

钢材存在耐腐蚀性差的缺点,在潮湿或遇水环境下极易发生腐蚀损伤。钢材在建筑材料中占比增大,钢结构在建筑结构中占比增加,钢材易腐蚀的缺点造成构件承载能力降低,从而影响结构的安全性。据不全完统计,每年因为钢材腐蚀造成的损失占国民经济的比重越来越大,对腐蚀后钢结构构件相关力性能的研究尤为重要。本文主要研究局部点蚀损伤对圆形钢管柱构件的力学性能影响,分析点蚀发生范围对构件极限承载能力的影响。将局部点蚀损伤构件应用到国外某井架工程实际,分析其在地震作用下的相关力学性能,具体结论如下:（1）利用ANSYS有限元软件建立数值模型,利用欧拉公式,从理论上验证了模型设计的合理性;建立局部损伤数值模型,利用改进规范公式,从理论上验证了损伤模型设计的合理性。（2）将损伤强度（DOP）和壁厚损伤度（α）作为点蚀量的控制参数,随着损伤强度（DOP）的增加,折减因子R降低,钢管构件承载能力逐渐减小,DOP较小时,折减因子R的下降趋势较平缓;壁厚损伤度（α）的增加,折减因子R降低,钢管构件承载能力减小,且α对折减因子R的下降趋势影响明显,当DOP=23.61%时,随着α的增加,折减因子R的降低趋势近似二次曲线。（3）将钢管构件沿纵向五等分,分别研究距柱脚L/5、L/5～2L/5、2L/5～3L/5（柱中）处范围内点蚀损伤对承载力的影响,研究发现局部点蚀范围的改变,对折减因子R的影响很明显。其中,柱脚处局部点蚀损伤构件承载因子R=0.973,对构件承载影响最小,柱中处的点蚀损伤构件承载因子R=0.730,对承载力影响最大。（4）选用失重率分别为0、5%、10%、15%、20%五种工况进行地震激励计算,并选取多遇地震（峰值加速度35gal）进行研究,随着失重率的增加,结构最大位移整体变化趋势增大,但当失重率达到20%时井架结构上最大层间位移仍然很小,未达到弹塑性变形限值,处于弹性变形状态。选取峰值加速度620gal的9度罕遇地震波,研究损伤井架的极限工况,得到失重率22%的损伤井架受地震激励作用,开始进入弹塑性变形阶段,最大层间位移为0.023m,超出规范限值。图[36]表[13]参[58]

关键词：钢结构圆管构件局部点蚀损伤承载力

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