地震載荷下鋼結構焊接接頭斷裂行為的研究及評估.pdf

1、鋼結構重量輕、抗震性能好,在工業(yè)生產領域和高層建筑中得到廣泛的應用.但近幾次大地震中,許多抗彎鋼結構的梁柱焊接節(jié)點并未像設計時所預期的那樣發(fā)揮良好的延性性能,而是出現(xiàn)了脆性破壞,可以看出有一個潛在的危險性沒有考慮.同時,在強烈地震條件下,鋼結構將承受劇烈的沖擊.鋼材對沖擊載荷很敏感,它容易受強烈沖擊而損傷,從而導致鋼結構的強度和承載能力下降.有鑒于此,該文主要模擬地震載荷,對鋼結構焊接接頭在預應變及動載下的斷裂行為等問題進行了一系列的研

2、究.以常用建筑結構鋼Q345和Q235B為研究對象,通過不同溫度下的夏比沖擊試驗研究預應變對母材和焊縫沖擊性能的影響.結果表明:材料在預應變下無論是母材還是焊縫夏比沖擊韌度均有所降低,韌-脆轉變溫度有所提高.Q345母材和焊縫5％預應變后的韌-脆轉變溫度均低于0℃,10％預應變后低于室溫,因此都可在室溫下安全使用;而Q235B鋼,除5％預應變后的焊縫的韌-脆轉變溫度較低外,其它經過預應變后的韌-脆轉變溫均高于室溫.為建立客觀的材料韌度指

3、標和進行更有效的安全分析時,預應變應作為一個考慮因素.測試了Q345和Q235B母材與焊縫在無預應變與10％預應變下的力學性能,得出隨著預應變增加,材料的屈服強度與抗拉強度均有所提高的結論.同時,驗證了按公式推導出的預應變與屈服強度的關系與試驗結果吻合,并進一步推導出在5％預應變下材料的力學性能.測試了Q345和Q235B兩種材料的母材與焊縫在5％預應變和10％預應變靜態(tài)下的CTOD值,研究預應變對CTOD斷裂韌度的影響.對Q345和Q

4、235B在地震載荷作用下的動態(tài)斷裂韌度與靜態(tài)斷裂韌度進行比較分析.計算不同加載速率下焊縫和母材的CTOD.結果表明,常溫下動載對Q345鋼焊縫和母材的斷裂韌度有利,而對Q235B則產生不利影響.最后,介紹了兩種目前最新的危險評估方法,這兩種危險評估方法可以使工程技術人員對結構的脆性斷裂危險性進行有效的評估,對已遭破壞的結構決定修補措施,從而使危險降至最低程度.并運用該方法對不同預應變下的Q345和Q235B進行評估.可以看出加工制造與檢