強(qiáng)震下鋼框架梁柱焊接節(jié)點(diǎn)塑性應(yīng)變疲勞裂紋萌生壽命研究.pdf

1、鋼框架結(jié)構(gòu)因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在建筑結(jié)構(gòu)中獲得了廣泛的運(yùn)用，但是以往的強(qiáng)烈地震下的鋼框架結(jié)構(gòu)破壞調(diào)查結(jié)果顯示，梁柱焊接節(jié)點(diǎn)焊縫區(qū)域是鋼框架結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，裂紋最先在這一區(qū)域萌生并擴(kuò)展最后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。工程構(gòu)件一旦出現(xiàn)裂紋，將會(huì)嚴(yán)重危及到構(gòu)件的正常使用，因此研究構(gòu)件的裂紋萌生壽命就顯得極為重要。本文從疲勞的角度出發(fā)，研究強(qiáng)烈地震作用下的鋼框架梁柱焊接節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋萌生壽命預(yù)測方法，為梁柱焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞剩余壽命評估與疲勞損傷監(jiān)測提供重要依據(jù)。

2、>　　本文采用多軸疲勞的理論對鋼框架梁柱焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行裂紋萌生壽命預(yù)測，首先設(shè)計(jì)并加工了對接焊縫試件，并完成了單軸低周塑性應(yīng)變疲勞試驗(yàn)，得到了焊接結(jié)構(gòu)的塑性應(yīng)變－裂紋萌生壽命曲線，并與材料的疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明不能直接用材料的壽命曲線來預(yù)測焊接構(gòu)件的疲勞壽命。
　　然后采用多尺度建模的方法建立了整體鋼框架結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過對整體鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析找到薄弱環(huán)節(jié)位于一層梁柱節(jié)點(diǎn)，然后重點(diǎn)分析該梁柱焊接節(jié)點(diǎn)

3、在強(qiáng)烈地震作用下的疲勞危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)疲勞危險(xiǎn)點(diǎn)處于弱非比例加載狀態(tài)下，并采用臨界面法對梁柱焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞壽命評估。根據(jù)臨界面法的理論采用MATLAB編寫了求解臨界面角度，正、剪應(yīng)變時(shí)程的程序。根據(jù)雨流計(jì)數(shù)法提取臨界損傷平面上的正、剪應(yīng)變時(shí)程并合成等效應(yīng)變，然后根據(jù)試驗(yàn)得到的塑性應(yīng)變－裂紋萌生壽命曲線求出地震作用下的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)裂紋萌生壽命并計(jì)算疲勞累積損傷。
　　設(shè)計(jì)了十字型梁柱焊接節(jié)點(diǎn)裂紋萌生壽命預(yù)測方法的試驗(yàn)方案，