【摘 要】
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目前,在建筑领域中世界各国越来越注重环保发展,与钢筋混凝土结构、砌体结构等结构相比,钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好和材料可回收再生等诸多优点在建筑工程中得到广泛应用。然而,钢结构在长期使用过程中会受到环境因素的影响(例如大气腐蚀和化学腐蚀等),结构构件的有效截面受到削弱,使其在各种外部荷载作用下承载力下降,导致在使用中的安全性受到较大的影响,而钢结构中结构的稳定性往往决定了承载力,因此研究截
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目前,在建筑领域中世界各国越来越注重环保发展,与钢筋混凝土结构、砌体结构等结构相比,钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好和材料可回收再生等诸多优点在建筑工程中得到广泛应用。然而,钢结构在长期使用过程中会受到环境因素的影响(例如大气腐蚀和化学腐蚀等),结构构件的有效截面受到削弱,使其在各种外部荷载作用下承载力下降,导致在使用中的安全性受到较大的影响,而钢结构中结构的稳定性往往决定了承载力,因此研究截面削弱钢框架钢框架结构的稳定性问题十分重要。本文主要研究截面削弱条件下钢框架在竖向荷载与水平荷载共同作用下的稳定性,通过减小结构底层柱翼缘厚度、结构底层柱腹板厚度、结构底层梁翼缘厚度、结构一、二层柱翼缘厚度模拟既有钢框架结构的梁、柱截面受损情况,利用有限元方法进行了理论分析,并进行了缩尺模型试验,主要完成了以下内容:(1)建立足尺钢框架结构有限元分析模型,利用ABAQUS软件对6种工况16个分析模型进行了线弹性稳定分析和非线性屈曲分析,研究了钢框架结构不同部位梁、柱截面在不同削弱程度下稳定承载力的变化情况;(2)根据模型相似理论进行结构缩尺模型设计,设计并制作了5种梁、柱截面削弱程度的钢框架试验模型,完成了模型在竖向荷载与水平荷载共同作用下的静载试验,研究了承载力的变化情况,并与理论计算结果进行对比分析;(3)理论分析与试验结果表明:当钢框架结构梁截面削弱时,随着梁截面削弱程度的增加,钢框架结构承载力有所下降,下降不大,说明梁截面的削弱对结构的稳定性影响不大;当钢框架结构柱截面削弱时,随着柱截面削弱程度的增加,钢框架结构承载力下降显著,说明柱截面的削弱对结构稳定性影响较大,因此,应对柱截面削弱的结构进行稳定性分析,对结构进行加固以保证结构的安全性。
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