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随着建筑材料综合指标朝着高性能化的趋势发展,高性能钢(high Performance steel)逐渐受到国内外学者及工程师的重视。目前,世界各国对于高性能钢的研究主要集中在材料力学性能指标以及结构规范化和优化设计的范围内,较少涉及高性能钢腐蚀机理与结构性能退化规律的研究,因此基于以上背景,本人在总结了已有研究成果的基础上开展了腐蚀高性能钢材室温拉伸试验,腐蚀环境下高性能H型钢梁极限抗弯承载能力试验,为后续高性能钢耐久性研究以及残余承载力评估提供相应的实验数据和参考。 主要工作包括以下几个方面: (1)概括总结了近年来高性能钢基本力学性能,高性能工字钢梁抗弯承载力的研究成果,归纳了普通钢结构腐蚀机理以及腐蚀后性能退化研究现状,并重点给出了基于ANSI/AISC360-10设计规范的厚实腹板梁极限弯矩值的计算流程图。 (2)为防止加载过程中钢梁过早整体失稳,推导出任意两点对称集中荷载下钢梁整体失稳临界弯矩值的计算公式,论证了设置侧向支撑的必要性,并最终采用有限元模型验证了侧向支撑的合理及有效性。 (3)制作30片Q460D、Q550E室温拉伸试验标准试件以及10片非厚实翼缘H型钢梁,开展电化学加速腐蚀下室温材料拉伸试验、H型钢极限抗弯承载力试验,得到了试件屈服荷载、极限荷载以及弹性模量与锈蚀率之间的关系,H型钢极限承载力以及刚度的退化规律。 (4)基于3D扫描技术测得的腐蚀高性能H型钢梁各部分厚度以及面积数据,采用“分块均匀锈蚀模型”计算了理论屈服弯矩、受压翼缘屈曲临界弯矩、以及全截面塑性弯矩,并最后与试验结果进行了对比。