风荷载下在役焊接空间网格结构疲劳性能研究

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1、－扣６Ｎｏ：化Ｕ１２０东南大学硕ｉ学位论文风荷载下在役焊接空间网格结构疲劳性能硏究研究生：申会谦导师：叶继红教授：５１１）本课题来源于国家杰出青年科学基金资助项目（批准号１２５０３中国南京东南大学二〇—五年五月ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＮｏ－：ＳＥＵ１２０％６馨ＦＡＴＩＧＵＥ－ＳＥＲＶＩＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＩＮＳＰＡＴＩＡＬＬＡＴＴＩＣＥＤＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＵＮＤＥＲＷＩＮＤＬＯＡＤＡＤｉｓｓｅｒｔａｔ

2、ｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓ化ｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＳＨＥＮＨ山ｑｉａｎＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆ．ＹＥＪ化ｏｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｉｎＰ．民？Ｃｈｉｎａｊｇ，Ｍａ２０１５ｙ，东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学泣论文是我个人在导师指导下进斤的研巧工作及巧得

3、的研究成果。尽我所知，除了文中特别加此标注和致巧的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为巧得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研巧生签名：日期：兴Ｉｓ知中冰东南大学学位论文使巧授校声明东南大学、中国科学技术信息研巧巧、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩巧或其他夏制手段保存论文。本人电子文档的内容巧纸质论文的内容相一致。除在保密期内

4、的保密论文外，化巧论文被查阅和借阅，可公布）。（（包括Ｗ电子信息形式刊登论文的全部或部分内容论文的公布色括抖电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。研巧生签名兴：导巧签名：巧：．＾＾风荷载下在役焊接空间网格结构疲劳性能研究学校名称：东南大学研究生姓名：申会谦导师姓名：叶继红教授摘要大跨空间网格结构在风荷载等交变荷载的作用下，结构部分构件的应力变化幅值会很大，可能一形成结构的疲劳损伤。，工同时程结构服役的环境往往具有定程度的腐蚀性，结构构件腐蚀加速了结构构件的疲劳过程，带来

5、的后果往往是灾难性的。因此，对在役大跨空间网格结构进行风荷载作用下的疲劳分析和兀余度评价具有重要的现实意义。风荷载作用下。，大跨空间网格结构构件易出现疲劳本文依据课题姐测压风洞模型试验数据确定结构承受的风压时程；应用ＡＮＳＹＳ软件，采用梁单元整体模型与壳单元节点模型即局部模型相结合的方式，实现了凤致振动响应时程分析，运用雨流计数法统计焊接球节点挥趾处应力循环历程；根据挪威船级社规范提供的相应Ｓ－ｅＮ曲线，结合Ｍ虹ｒ线性累计损伤理论，计算出空间网格结构构件的疲劳损伤值。，。若干算例证明了该计算流程的正确性

6、计算结果表明结构中最先出现疲劳构件的位置为平均正风压与脉动风压均最大的巧壳迎风面、；结构中疲劳构件的疲劳损伤值随平均正风压脉动风压的増大而増大。结构敏感度是用来描述结构巧为与设计参数之间关系的响应函数，冗余特性是影响结构鲁椿性的重耍因素，体现了损伤情况下的结构安全性。本文借鉴Ｐ．Ｃ．Ｐａｎｄ巧方法，认为结构的冗余度与其结构单元的敏感度成反比，Ｗ单元的材料弹性模量作为结构参数，将结构参数敏感度定义为荷载作用下的结构响应对材料弹性模量的导数：然后Ｗ结构响应敏感度为基础，对风荷载作用下的单层球面网壳的兀余

7、特性进行分析，识别结构的关键构件：并通过与单层球面网壳风荷载疲劳分析结果对比。，验证本章分析方法的正确性和有效性若干算例表明风荷载作用下的低冗余度杆件既包含了疲劳损伤最大的杆件，也包含了应力最大的杆件，低冗余度杆件是结构在荷载作用下易发生破坏的薄弱杆件和关镇杆件，结构的兀余度特性能很好地体现结构在荷载作用下的结构薄弱部位。钢结构极易出现绣蚀现象，，。本文结合文献试验数据诱独率和最大点化深度为基础对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定，提出点腐巧构件力学性能劣化分析方法，确定不同绣蚀率下点蚀构件的等效弹

8、性模量，并建立试验室和自然大气条件下诱蚀构件力学性能参数的转换关系，提出自巧环境下点浊构件力学性能分析的实用计算方法。最后。，对在役空间网格结构分别进行疲劳分析和兀余度评价结果表明，考虑大气腐蚀作用的影响面平均正风压与脉动风压最大化易出现疲劳构件；在相同风荷载历程