锈蚀H型钢柱压弯性能试验研究与理论分析

论文摘要

随着经济的发展,综合国力的提高,钢结构在我国土木工程领域应用越来越广泛。但许多长期处于海洋大气、工业大气等腐蚀环境下的大型钢结构工程(如桥梁、大型工业建筑、电视塔、高压线铁塔、大型水库闸门、海上采油设施等)出现了锈蚀问题。钢结构锈蚀不仅会造成钢结构构件截面尺寸的减少,同时还会造成钢结构材料强度、变形等力学性能的变化,将很大程度影响钢结构承载性能。开展锈蚀钢结构承载性能演变规律研究,不仅可以揭示既有钢结构工程潜在危险,避免重大事故发生,同时也可以为既有钢结构工程安全控制与维修加固提供决策。论文通过14个锈蚀拉伸试件、12个未锈蚀拉伸试件、2根未锈蚀H型压弯构件和5根锈蚀H型压弯构件的试验研究,探讨锈蚀对H型钢材料强度、屈服比、伸长率等材料力学参数的影响,研究锈蚀H型钢压弯承载性能退化规律,揭示其破坏机理。论文运用有限元理论,借助于大型有限元分析软件(ABAQUS分析软件),通过削弱厚度模拟H型钢压弯构件锈蚀,探讨锈蚀程度对H型钢压弯构件承载性能的影响。论文考虑锈蚀引起钢结构截面面积、材料强度统计特征参数(均值与方差)的变化,研究锈蚀钢结构压弯构件可靠指标变化规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 既有钢结构腐蚀行为研究
• 1.2.2 钢结构锈蚀后材料性能退化规律研究
• 1.2.3 锈蚀构件承载性能退化研究现状
• 1.2.4 既有钢结构可靠性分析方法研究
• 1.2.5 既有锈蚀钢结构安全评估与寿命预测方法研究
• 1.3 本文研究的主要内容
• 参考文献
• 2 锈蚀H型钢压弯承载性能试验研究
• 2.1 H型钢快速锈蚀与锈蚀率测定
• 2.1.1 H型钢快速锈蚀方法
• 2.1.2 拉伸试件的获取及锈蚀率测定
• 2.2 锈蚀H型钢材性拉伸试验
• 2.2.1 锈蚀H型钢材性拉伸试件制作
• 2.2.2 试验仪器及测试方法
• 2.2.3 锈蚀H型钢材性拉伸试验结果及其分析
• 2.3 压弯试验
• 2.3.1 压弯试件的设计与制作
• 2.3.2 压弯试验方法
• 2.3.3 压弯试验结果分析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 3 锈蚀H型钢柱偏心受压性能分析
• 3.1 概述
• 3.2 均匀锈蚀H型钢柱理论分析
• 3.2.1 均匀锈蚀H型钢柱强度理论分析
• 3.2.2 均匀锈蚀H型钢柱弯矩作用平面内稳定性理论分析
• 3.3 均匀锈蚀H型钢柱平面内稳定性有限元分析
• 3.3.1 ABAQUS简介
• 3.3.2 均匀锈蚀H型钢柱应力分析
• 3.3.3 均匀锈蚀对H型钢柱压弯性能影响
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 4 既有钢结构可靠指标研究
• 4.1 可靠指标的概念
• 4.2 结构构件抗力的统计分析
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 结构构件材料性能的不确定性
• 4.2.3 结构构件几何参数的不确定性
• 4.2.4 结构构件计算模式的不确定性
• 4.2.5 结构构件抗力的统计特征
• 4.3 既有结构构件可靠指标计算
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 既有结构构件抗力时变模型
• 4.3.3 既有钢结构构件强度可靠指标计算
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议和展望
• 致谢
• 硕士研究生期间发表论文和参加科研项目
• 硕士研究生期间发表论文
• 硕士研究生期间参加科研项目