酸性大氣環(huán)境下銹蝕鋼框架結構抗震性能及地震易損性研究.pdf

1、鋼結構工程由于自身的金屬化學屬性，其暴露在空氣中極易與空氣中的腐蝕介質發(fā)生電化學腐蝕。腐蝕會使結構發(fā)生事故的風險概率增大并威脅人民的生命及財產安全。在實際工程應用中，腐蝕導致的災難性事故非常常見，后果也非常嚴重，特別是在酸性大氣中的焊接鋼結構和高應力狀態(tài)下的鋼結構極易發(fā)生承重構件無征兆的脆性破壞并危及生命安全。這使得鋼結構面臨的服役環(huán)境日益嚴峻，在一定程度上影響了鋼結構的推廣應用。
　　本研究主要內容包括：⑴對鋼材材性試件及框架結

2、構試件進行了人工周期噴霧復合腐蝕試驗，對腐蝕后的材性試件進行除銹處理，進而對標準鋼材材性試件進行拉伸試驗。為進一步研究腐蝕后鋼材基本力學性能指標隨失重率的變化關系，本文對材性拉伸試驗數(shù)據(jù)進行了分析，經線性擬合與數(shù)值檢驗，建立了鋼材基本力學性能指標隨失重率增大的退化關系。⑵為研究平面鋼框架結構的承載能力、剛度和耗能能力等性能指標隨腐蝕程度加深的退化規(guī)律，本文通過對人工腐蝕后具有不同銹蝕程度的四榀平面鋼框架結構進行了低周往復加載試驗。試驗表

3、明：四榀平面鋼框架結構試件均發(fā)生了不同程度的塑性屈曲變形，且其受力變形發(fā)展的規(guī)律和破壞形態(tài)基本一致；不同銹蝕程度的平面鋼框架結構試件在反復荷載作用下的滯回曲線形狀均呈紡錘形狀，并無捏攏現(xiàn)象，表明鋼結構具有較好的耗能能力和延性；鋼框架結構隨銹蝕程度的加劇，將使結構的承載力、剛度、延性不斷降低，耗能能力逐漸減弱。⑶基于試驗研究，運用有限元分析軟件ABAQUS對不同銹蝕程度的平面鋼框架結構試件進行數(shù)值分析。有限元模擬值與試驗值對比表明：本文所

4、提出針對銹蝕鋼框架結構的有限元計算建模方法，材料參數(shù)及模型單元的選取和破壞準則的確定都是合理的。⑷基于有限元分析軟件ABAQUS，結合本文酸性大氣環(huán)境下銹蝕鋼材材料性能試驗研究成果，建立了四個不同齡期的帶支撐鋼框架結構有限元分析模型，并進行了增量動力分析，以結構整體損傷為結構的地震需求指標，研究了帶支撐鋼框架結構在不同服役齡期下結構最大層間位移角及其結構整體損傷的變化規(guī)律，并對結構進行地震易損性分析，得到如下結論：由增量時程分析結果可知