低周反复荷载下锈蚀非对称截面单阶钢柱的性能研究

利用ABAQUS有限元分析软件,考虑锈蚀和材性退化影响,分析非对称截面单阶柱承受低周反复荷载的性能,得到往复水平荷载下阶形柱破坏形态和滞回曲线的变化规律。研究表明:无锈蚀和翼缘锈蚀深度D≤6 mm时,阶形柱上柱柱底为抗震薄弱部位,应优化上、下柱连接区域的节点构造,减小刚度突变;有腹板参与的锈蚀形式,阶形柱的屈曲破坏部位随着D的增大由上柱柱底转移至下柱锈蚀区域,构件脆性破坏明显;考虑材性退化的承载力、刚度及耗能能力均较未考虑时降低,对翼缘和腹板同时锈蚀情况降低显著,在分析锈蚀构件的受力性能时应考虑材性退化的影响;因截面不对称、偏心荷载及P-Δ效应,3种锈蚀方式的滞回曲线明显不对称。

基于材料性能退化的非对称截面单阶钢柱滞回性能研究

考虑局部锈蚀区域截面损失和材料性能退化,借助ABAQUS对非对称截面单阶柱进行低周反复性能非线性分析,得到常轴力、反复水平荷载作用下,不同锈蚀部位、不同锈蚀深度单阶柱的滞回性能变化规律。结果表明,锈蚀深度D变化的影响为:腹板D>4 mm,翼缘和腹板同时锈蚀D>2 mm时,锈蚀越深,材性退化越明显,阶形柱水平极限承载力、抗侧刚度、滞回耗能和延性等降低较大;翼缘D≤5 mm、腹板D≤4 mm、翼缘和腹板同时锈蚀D≤2 mm时,随着D的增加,滞回性能各指标均有所降低,但变化幅度不明显,对阶形柱恢复力特性影响小;因阶形柱下柱两分肢截面不对称、偏心荷载及荷载-位移(P-Δ)效应,使构件在反向加载时延性劣化突出。