局部锈蚀钢管极限承载力的实验和数值模拟研究

摘要：

　　大跨度钢结构工程在游泳馆类体育场馆及干煤棚类工业厂房中得到了普遍的应用，由于这两类建筑物的工作环境中都含有高腐蚀性介质，因此钢结构工程中钢构件尤其是薄壁钢管极易被腐蚀，目前关于细长钢管的受压极限承载力一般采用细长杆件的受压极限临界力公式计算，对于实际工程中常发生的局部锈蚀钢管极限承载力还没有系统的计算方法。作者在该研究背景下，收集了大量的局部锈蚀细长钢管，首先，在滨州市建设工程质量检测站实验室对局部锈蚀钢管进行极限受压承载力试验研究，初步找出局部锈蚀钢管极限受压承载力变化规律，其次，使用ANSYS中的BEAM189单元的变截面功能建立发生局部腐蚀的杆件有限元模型，采用实体试验不断校正建立的有限元模型参数，使最终建立的腐蚀杆件模型极限受压承载力模拟值与实体钢管试验值吻合度达到92％以上，证明了建立的有限元模型参数是符合实际情况的。最后，在局部发生不同腐蚀深度、不同腐蚀面积的杆件模型的基础上，进行受压极限承载力的系统模拟分析，通过对大量承载力数据的拟合，总结出局部随机腐蚀杆件的受压极限承载力近似公式，其中公式以腐蚀位置和腐蚀深度为参数变量。并将使用近似公式计算的极限承载力与试验值进行比较，较好的验证了近似公式的准确性。

关键词： 建筑工程 大跨度钢结构 极限承载力 数值模拟 有限元分析

作者: 吴国强 曹红胜

作者单位: 滨州市建设工程质量监督站 滨州 256613

会议类型: 国内会议

会议名称: 2012中国钢结构行业大会

会议地点: 昆明

会议语种:中文

页码: 42-45

在线出版日期: 2012-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）