随着时间的推移,空间钢结构荷载变化、预应力松弛,钢材腐蚀等一系列问题将逐渐凸显出来,为结构的安全性能带来隐患,因此如何评估荷载变化、预应力松弛、材料腐蚀对在役空间钢结构安全性能的影响,如何根据结构真实性能给出合理的处理意见,提出合适的加固补强措施,对延长其使用寿命,节省资源具有重要意义。为此申请人对在役空间钢结构进行了以下主要研究工作: (1)圆钢管构件非均匀温度荷载研究 对圆钢管构件实际日照下非均匀温度场分布进行了系统的试验与模拟研究,研究了不同辐射强度、不同风速、不同尺寸大小以及涂层对构件温度场的影响规律,得到了圆钢管日照温度场分布规律;并采用温度场数值模拟方法对温度场试验进行了模拟分析,验证了构件温度场数值模拟方法的准确性,分析了不同参数对圆钢管日照非均匀温度场的影响规律;得到了影响圆钢管构件温度场的主要控制参数,为在役结构非均匀温度场的分析提供了技术参考。 (2)预应力结构索力松弛后整体结构性能研究 对现有索预应力松弛模型进行了归纳总结,并开发了索力松弛分析子程序,对典型预应力结构进行了不同松弛程度的结构安全性能分析,总结索力松弛对预应力结构安全性能的影响规律;并针对现有预应力结构索力测量方法进行研究,基于传统频率法索力测量技术,给出了多索频率法索力测量方法,为在役结构预应力松弛后的索力测量提供了技术参考。 (3)圆钢管构件腐蚀后力学性能研究 设计了圆管构件大气、游泳馆、海洋等不同环境下的自然腐蚀试验和加速腐蚀试验;分析不同腐蚀模式下圆钢管稳定承载力退化规律,并开发等效壁厚折减法对腐蚀后圆钢管承载力试验进行模拟分析,验证模拟方法的可靠性,在此基础上,对不用腐蚀模式及不同腐蚀程度的圆钢管承载力进行了大规模参数分析和敏感性讨论,给出了不同腐蚀模式及腐蚀程度对圆钢管承载力退化影响规律及其腐蚀后承载力计算方法。 2100433B