受损钢框架结构受力性能研究

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1、StudyonstructuralbehaviorofDamagedsteelframeYANGYuweiAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofengineeringlnCivilengineeringlnCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHu

2、nan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorHUXibingMay，2014中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。一-作者繇抑咿,

3、70fV年汐厂月码日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密日。(请您在以上相应方框打“√”)作者签名：牢五融导师签名：。么纠留缨∞f忙砌哆日。2力解年j月影日摘要在既有钢结构中，有很

4、多结构在偶遇较大荷载以后局部产生破坏，而构件或整体大部分并没有到达其极限强度，且没发生整体失稳。为兼顾经济效益以及安全性能，应该对局部受损的钢结构进行整体力学性能分析，考虑其是否满足使用要求。本文主要研究局部受损结构的二次加载力学性能发生变化时对结构整体性能的影响。参照经典损伤力学中考虑弹性模量下降的损伤评估方法，对受损钢框架结构进行了材料层次、截面层次、构件层次、以及结构层次四个层面的分析。1、材料层次的损伤力学性能研究：首先通过试验研究进行材料层次的损伤分析。确定不同损伤情况下Q235钢材的弹

5、性模量下降程度，对下降趋势以及规律进行分析，并提出受损钢材弹性模量计算方法，用以修正受损钢材的本构关系。2、截面层次的损伤力学性能研究：以钢结构常用的工字钢截面为例，进行了截面层次的损伤分析。定义无损高度比K，并以此为依据对不同损伤程度的截面进行分类，推导不同损伤类型的截面平均弹性模量计算方法，并根据刚度退化准则定义截面损伤指标D。分析损伤指标D与无损高度K的关系，绘制D．K曲线。3、构件层次的损伤力学性能研究：对局部受损的构件进行了构件层次的损伤分析。将受损节点假设为能承担一定弯矩并产生相应转角

6、变形的转动弹簧模型，用以模拟受损微段的弯矩．转角关系。推导受损微段的转动刚度R含损伤指标D的计算式。4、结构层次的损伤力学性能研究：将节点损伤模型带入钢框架体系中，对节点损伤的钢框架进行力学性能分析。采用FORTRAN语言对结构体系的损伤分析方法编制成固定程序，增加本文分析方法的通用性。采用本文编制的程序针对受损钢框架模型算例进行了计算，并与无损结构进行对比，分析内力以及变形的变化规律。以层间位移值为例，在该算例对比中模型在无损时的层间位移是满足规范要求的，但部分节点受损后，施加与原结构相同的荷载

7、导致了在部分楼层发生层间位移超限的情况。关键词：钢结构；损伤；弹性模量；转动刚度AbstractManyofexistingsteelstructurefailureisinfactpartialbucklingfailurecausedbyovercriticalloadsinsteadofoverallinstabilitycausedbytheultimatestrength．Inthesesituations，mostelementsofthestructurearenotintensiv

8、elydamagedandlossthestabilities．Toachievethemaximumeconomicbenefitwhileensuringthesafety,thepartialdamagedstructureshouldbeanalyzedwithapropercalculationmodeltoguaranteethesafeoperationandusagerequirements．Inthisthesis，amajorthemehereishowthep