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腐蚀后钢管混凝土力学性能研究进展?
文献摘要：
钢管混凝土在运输及施工过程中易出现防锈层脱落,在腐蚀性气体、液体和土壤等环境作用下服役,进一步加剧了钢管壁的腐蚀,引起截面损失和钢材本身性能的劣化.腐蚀后的钢管混凝土表现为整体承载力、塑性变形能力、组合弹性模量和对核心混凝土约束性能的降低,最终导致整体结构失效的风险增大.通过对钢管混凝土腐蚀后性能研究现状的分析,从微观腐蚀形貌、宏观构件力学性能及相关理论计算方法三个方面对腐蚀后钢管混凝土的静力性能、抗震性能以及有限元分析方法进行了对比总结,并对腐蚀后钢管混凝土力学性能的研究进行了展望.基于目前研究的分析表明:对于钢管混凝土腐蚀形貌,可以通过三维表面扫描仪来实现其高精度三维重构,通过腐蚀形貌的重构得到蚀坑尺寸、形状和深度等分布对其力学性能的影响;对于腐蚀后钢管混凝土静力性能,主要集中在均匀腐蚀后钢管混凝土的轴压、轴拉及偏压性能,且基于叠加理论计算腐蚀后钢管混凝土轴压承载力相较统一理论具有更高的精度.目前对于局部腐蚀后钢管混凝土的力学性能的研究较少,局部腐蚀虽然产生的失重率很小,但会引起构件应力集中、屈曲提前、承载力降低,严重威胁结构安全,因此有必要增加此方面的研究.对于腐蚀后的钢管混凝土柱的抗震性能研究发现,轴压比一定时,腐蚀率越高,承载力下降越大,屈服后腐蚀试件的耗能能力迅速降低;目前对钢管混凝土的腐蚀试验方面的研究主要通过通电加速腐蚀、盐雾腐蚀和机械开槽模拟等方法,采用盐雾腐蚀能更好地通过试验模拟实际的海水腐蚀,建立试验腐蚀与实际腐蚀环境的关联,可对今后的研究提供更有价值的参考;对腐蚀后钢管混凝土有限元模拟方法的研究中,钢管腐蚀常采用壁厚折减法、材性折减法、生死单元法、双层壳单元法及随机点蚀法等,研究表明蚀坑区产生应力集中,引起破坏模式的变化,强度显著降低.随机点蚀法实现了大量点蚀实例的快速几何建模,点蚀的形式和分布对构件疲劳损伤有显著影响,在研究裂纹扩展等疲劳问题时,不能忽视其随机性.随机腐蚀与实际腐蚀形貌存在一定差异,在后续的研究中考虑模拟随机点蚀法与工程实际的腐蚀形貌建立相关性是腐蚀模拟的关键,建议增加此方面研究,实现腐蚀后钢管混凝土力学性能的精细化有限元模拟.通过介绍现有的研究现状,探讨并总结腐蚀后的钢管混凝土构件腐蚀形貌、力学性能和有限元模拟方法,为将来的进一步深入研究给出相关建议.
文献关键词：
钢管混凝土;腐蚀形貌;静力性能;抗震性能;有限元模拟
中图分类号：
作者姓名：
熊清清;钱佳慧;陈志华
作者机构：
天津大学建筑工程学院, 天津 300072;石家庄铁道大学土木工程学院,石家庄 050043;道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室 石家庄铁道大学, 石家庄 050043
文献出处：
引用格式：
[1]熊清清;钱佳慧;陈志华-.腐蚀后钢管混凝土力学性能研究进展?)[J].钢结构,2022(07):1-19
A类：
组合弹性模量,随机腐蚀
B类：
混凝土力学性能,力学性能研究,施工过程,中易,防锈,锈层,腐蚀性气体,环境作用,服役,管壁,钢材,劣化,塑性变形能力,约束性,整体结构,结构失效,混凝土腐蚀,腐蚀形貌,理论计算方法,静力性能,抗震性能,有限元分析方法,面扫描,扫描仪,三维重构,蚀坑,均匀腐蚀,偏压性能,轴压承载力,统一理论,局部腐蚀,失重率,应力集中,屈曲,结构安全,钢管混凝土柱,轴压比,腐蚀率,试件,耗能能力,速降,腐蚀试验,通电,加速腐蚀,盐雾腐蚀,开槽,试验模拟,模拟实际,海水腐蚀,腐蚀环境,有限元模拟,壁厚,减法,材性,生死单元法,壳单元,点蚀,区产,破坏模式,几何建模,疲劳损伤,裂纹扩展,随机性,中考,工程实际,腐蚀模拟,精细化有限元,混凝土构件
AB值：
0.280259
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