锈蚀焊接空心球节点随机抗压承载力研究
2021-05-25赵中伟
工程力学 2021年5期
赵中伟,吴 刚
(东南大学土木工程学院,江苏,南京 211189)
我国号称“网壳王国”,20 世纪80 年代—90年代曾大规模建设空间网格结构,使用至今已经存在不同程度的锈蚀,如图1 所示,而且会逐步加重。针对这些既有大型公共建筑开展高效、系统、安全的性能评估,对保障其安全运营有重要意义。

图 1 焊接空心球节点锈蚀示例Fig. 1 Cases of corroded hollow spherical joints
目前有关钢结构锈蚀的研究已有较多[1-3],但是有关锈蚀焊接空心球节点极限承载力的研究仍然不足。研究锈蚀对焊接空心球节点承载能力以及刚度的影响是准确评估既有的以焊接空心球为连接节点的空间网格结构安全状态的基础。由于焊接空心球节点的特殊性,即锈蚀会引起球体的有效厚度减小,从而在压力作用下更易于屈曲,导致抗压承载能力急剧降低,这点与螺栓球节点大为不同。同时由于焊接球节点的几何特征决定了不同位置的锈蚀所引起的承载能力降低以及对抗弯刚度的影响程度大不相同。
目前对于焊接空心球节点极限承载能力的研究主要集中在中国,且研究成果已有很多[4-8],其中包括对超大直径焊接空心球节点极限承载力的研究[4,9],以及破坏机理的研究[10-11]。已有的极限承载力计算公式可以很好地满足工程需要。董石麟院士等[5-6]系统研究了方钢管和圆钢管与焊接空心球节点连接时轴力与弯矩的耦合作用,对轴力和弯矩共同作用的空心球节点,提出了以轴力设计时考虑弯矩作用(或以弯矩设计时考虑轴力作用)的影响系数,建立了节点承载力的实用计算方法。……
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