钢梁损伤研究综述

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1、钢梁损伤研究综述朱佳伟绍兴文理学院土木工程学院摘要：钢梁多用做厂房中的吊车粱和工作平台梁、多层建筑中的楼面梁、屋顶结构中的檩条，是结构中极其重要的一个部位。本文主要对钢梁损伤的机理、检测方法进行了综述，并比较了最新检测方法与之前方法的不同，描述了目前国内外对于钢梁损伤检测的研究状况，指出未来的研究关注点。关键词：钢粱；损伤；检测Abstract：Steelbeamsareextremelyimportantinthestructuressuchasworkshops，multi—storeybuildings，roofstructures

2、．Inthispaper,themechanismofsteelgirderdamageandthecorrespondingdetectionmethodsarereviewedfirstly．Andthensomefutureresegrchfocusesarepointedoutintheconclusion．Keywords：steelbeam，damage，detection1引言改革开放以来随着工业的发展。大量的钢结构厂房和钢筋混凝土建筑被投入使用，梁结构作为一个重要的部位在整体结构中起到了承载荷载的作用。而由于各种原因，钢梁

3、产生了损伤。从而对其力学性能造成了重大影响，进而会导致严重后果，造成巨大的经济损失。因此，研究结构中钢梁的损伤(数量、程度、位置等)情况，对建筑物使用寿命以及安全生产等方面都具有十分重要的实际意义。2钢梁损伤的原因建筑结构在使用中遇到的各种影响结构力学性能的状况，都会导致钢梁出现累积损伤、抗力衰减、功能退化等情况四，具体见表1。3钢梁损伤检测方法的研究3．1钢粱损伤一般检测方法随着钢梁损伤问题造成的影响越来越大，越来越多的检测方法也随之出现。目前最常用的有超声检测法、目视检测法、荧光剂检测、磁粉检测、电涡流与声发射检测等，在检测结构体系的

4、健康和耐久性方面发挥了重要作用，然而这些检测法也存在很多不足，比如都需要人员参与、大型工程检测非常耗时、操作工艺复杂、耗资巨大、难以定量分析等，很容易出现漏检和误判，只能提供非常有限的信息M。在此就不一一介绍这些方法了。表1钢梁损伤的原因分类类别原有结构在使用过程中．由于钢材本身耐腐蚀性能差的性质，导致钢梁受到酸性物质的腐蚀，最终腐蚀效应导致了钢梁截面面积的减小。同时在制造和安等造成的装中由于生产缺陷或质量事故。也会导致钢梁截面减小截面面积的减小。而截面面积的减小，将导致钢梁的力学性能减弱乃至丧失。对钢梁产生严重损伤。梁结构作为承受竖向荷

5、载以及横向作用的构件，受某些环境荷载的影响较大，如地震荷载。环境荷载结构都有抗震要求。抗震性依赖于本身的弹塑作用性变形能力，而地震作用具有多次反复性，对结构的要求以及影响就更为巨大。在地震作用下，钢梁逐渐丧失耗散能量的能力，从而造成损伤121。老化是材料普遍存在的一个问题，不仅在塑料材料中，在钢筋、混凝土等建筑材料中同样存材料老化在。材料老化使得其本身的性质丧失，不能承受负担。容易导致突发事故。由于钢材本身的耐火性较差，在高温下，屈服强度将明显下降。在荷载作用下，发生严重破坏并高温影响使得结构内部传力途径发生变化。导致钢梁损伤[31。3．

6、2目前较为热门的检测方法近年来材料和技术的发展使得对结构损伤检测变得越2015．0349圃来越可行，随着市场对于检i煲!i的需要，加大了人们对几种检测方法缺点的改进研究的积极性，以下介绍几种目前较为热门的检测方法。3．2．1基于弹性导波与超声导波的检测方法超声检测方法是传统检测技术中使用最多的一种，具有检测对象多样性、检测反应灵敏等优点。但在检测大体积结构时，耗费时间长、操作性复杂，使得这种方法不能很好地应用于各项工程中。导波。是井内波场中斜射到井壁上，在井壁间多次反射和沿井传播，并径向干涉的波。在用导波检测时，波会沿着梁轴向传播，不同于

7、传统的超声波检测，导波能传播相对较远的距离。所以它能在一个相对比较宽泛的区域内进行检测，而且找到损伤位置的时间也比寻常声波检测法要短，检测的部位与声波检测相比，不仅能探测到外部损伤，还能找到内部损伤。导波检测一般适用于薄壁或者圆筒状的结构，故目前国内外研究的方向在往厚实结构检测方面发展M。3．2．2基于振动特性的裂纹检测法基于振动的结构损伤检测是一个结构动力学方面的问题。结构存在内部损伤时，会引起结构内部性质的变化，从而改变结构的模态参数，因此通过检测结构的模态参数就可以检测到结构的损伤程度。在实际检测中，还可以通过比较实际测得的模态特性

8、参数与初始状态的模态参数，来判断结构是否损伤。这种方法，由于实际操作简单，检测结果较为精确。在这几年发展得越来越快【l田。3．2．3扩展有限元分析法Ortiz等及Belytsehko等【ll、