随机点锈蚀下圆形钢管轴压承载能力
2021-03-19赵中伟张宏伟
同济大学学报(自然科学版) 2021年2期
赵中伟,张宏伟,吴 刚
(1.东南大学土木工程学院,江苏南京 211189;2.辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新 123000)
圆形截面钢管目前已被广泛地应用于各种工业输送管道以及空间网格结构。对于钢结构而言,服役期间的锈蚀现象是不可避免的。锈蚀严重减小钢构件的有效厚度,降低构件的承载能力,从而引起局部的失稳鼓曲。我国在20 世纪七八十年代兴建了一大批钢结构,至今已有40余年的服役期。由于维护工作的不到位,这些结构都发生了不同程度的锈蚀。
锈蚀会严重降低钢构件的承载能力,同时锈蚀也是一个非常复杂的电化学过程。很多学者从微观角度对锈蚀的机理进行研究。Han 等[1]通过试验研究了G20Mn5QT 铸钢与Q345d 钢材对接连接的锈蚀现象。还有很多学者从宏观角度研究了锈蚀对钢筋混凝土[2-4]以及钢构件[5-6]力学性能的影响。徐善华等[7]对中性盐雾环境锈蚀H型钢柱的抗震性能进行了试验研究,基于试验数据建立了锈蚀H 型钢柱位移延性系数的退化模型以及累积滞回耗能与循环次数的关系。Ok等[8]对点锈蚀影响下的钢板进行了256次非线性有限元分析,研究了点锈蚀位置以及大小的影响,通过多元回归方法得到了局部锈蚀下平板极限承载能力的理论计算公式。郑山锁等[9-11]对锈蚀后钢结构以及钢筋混凝土的抗震性能进行了一系列的深入研究。
已有研究结果[12-14]表明,随着锈蚀程度的增加,钢材的剩余强度逐渐降低,但是目前并没有锈蚀钢管轴压承载能力降低程度与锈蚀程度之间的定量关系。……
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