蒋立 王元清 戴国欣 张天申 石永久

摘 要：

为研究焊接加固热作用及不同初始负载对工字形压弯钢柱承载性能的影响，基于考虑热影响的热结构耦合分析方法进行了热源模型热输入改进，并考虑初始几何缺陷、初始残余应力及摩擦等，完成了不同负载下焊接加固的3个工字形压弯钢柱的模拟分析。研究了焊接位移时程、腹板应力应变重分布及荷载位移关系，通过有限元分析与相应试验结果对比验证，进而获得了试验无法获得的焊接温度场、翼缘与加固板间的焊接应力应变重分布以及翼缘边缘屈服承载力等结果，并将承载力结果与规范计算结果对比，考察了现有设计方法。结果表明，焊接顺序决定焊接变形的发展过程，焊接热输入和初始负载共同决定持载焊接的位移变化范围和焊接残余变形的大小；初始负载越大，应力应变重分布往偏心受力方向发展更多，承载力越低，而初始残余应力不影响极限承载力；采用考虑热影响的有限元方法具有一定可行性和总体安全性，规范设计方法仍有可提升空间。

关键词：

钢结构加固；负载下；焊接热作用；压弯构件；承载性能；有限元分析

中图分类号：TU391

文献标志码：A 文章编号：16744764（2016）04009612

中国工程建设发展正经历从大规模新建向新建与加固改造并重过渡的阶段，中国用于对既有建筑的加固改造费用逐年增加，特别是工业建筑。面对中国工业化对城市化推动力严重不足，淘汰落后产能及推进技术改造已成为当前政府工作的重要部署和企业生产力的发展重心，因而对已有钢结构在加固技术方面提出了更高的要求。……