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强腐作用下钢板组合梁的力学性能及失效机理

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针对钢板工业盐酸强腐导致钢板组合梁力学性能退化的过程,以三跨钢板组合梁为研究对象,基于腐蚀后钢材力学性能衰减过程,推导出强腐作用下双钢板组合梁的正弯矩抗弯承载力的计算公式.将荷载作用在腐蚀后的钢板组合梁上,参考已有受腐蚀钢材的力学性能试验数据和研究成果,建立有限元数值模型.分析3种腐蚀场景下钢板组合梁的破坏形态,获得不同腐蚀时间下钢板梁上所研究关键截面的荷载-位移曲线,揭示钢板在浓度36％工业盐酸强腐下引起三跨钢板梁的破坏过程,拟合出钢板组合梁在不同腐蚀场景下,极限荷载随腐蚀时间变化的计算公式.研究结果表明:正弯矩抗弯承载力公式计算值和有限元计算值的相对偏差在4.31％～8.12％.当钢板腐蚀时间在6 h以内,钢板梁腐蚀区域中心截面的极限荷载和位移降低较明显;当钢板腐蚀时间从6 h增加到30 h时则降低较少;当钢板腐蚀时间增加至30 h之后,降低更为缓慢;钢板腐蚀时间达到48 h,钢板梁腐蚀区域中心截面的极限承载力和位移相当于未腐蚀截面的78.98％～87.11％和74.94％～76.54％.由于连续梁中跨边界约束较边跨约束强,中跨表现为混凝土桥面板的下挠和钢梁的鼓胀破坏,边跨表现为钢板组合梁的整体破坏.
Mechanical properties and failure mechanism of steel plate composite beams under strong corrosion

乔文靖、朱浩云、张岗、杨帆、张浩

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西安工业大学建筑工程学院,陕西西安710032

长安大学公路学院,陕西西安710064

桥梁工程 钢板组合梁 有限元 强腐 极限荷载 力学性能 失效机理

517780575187805717JK0384202019XAGDXJJ1401920-45K

2021

10.19721/j.cnki.1671-8879.2021.02.005

长安大学学报(自然科学版)
长安大学

长安大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.011
ISSN：1671-8879
年,卷(期)：2021.41(2)
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