[发明专利]考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法

说明书

本发明涉及一种考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法，包括：(a)通过经验公式或实测得出结构件的腐蚀程度η₁，通过经验估计或实测的方式并采用雨流计数法对结构件在服役期内遭受到的交变疲劳荷载进行统计，得出结构件的疲劳损伤程度η₂；(b)采用通电腐蚀与疲劳加载同时进行的方式或加速腐蚀‑疲劳间歇循环加载的方式对结构件进行考虑腐蚀环境与荷载历史影响的加载；(c)对所得的考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件进行低周滞回加载，提取结构件经历腐蚀疲劳损伤后的力学参数，研究不同服役年限下即不同腐蚀疲劳程度下结构件的抗震性能。

技术领域

本发明涉及结构件抗震性能试验领域，具体涉及考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法。

背景技术

目前我国现行所有结构设计规范都是基于不考虑时变效应的可靠度理论，时间并不作为变量参与计算，因此在设计使用期内结构的可靠度始终保持不变。但是在实际工程中，随着时间的推移，结构件会逐渐发生腐蚀，腐蚀会引起构件表面出现孔洞、蚀坑、裂纹和腐蚀层等缺陷，导致构件有效受力截面几何尺寸减小，构件承载能力和耗能性能也随之降低。然而，对于结构件，在遭受环境腐蚀的同时还需承受风、波浪、车辆等疲劳荷载的持续和交变作用，疲劳损伤虽不至于造成钢构件立即发生失效破坏，但是长期累积损伤作用下结构承载和变形能力会显著降低，致使结构或构件所承受荷载或变形在远低于其自身抗力情况下发生脆性断裂破坏。目前，针对结构件抗震性能的试验方法多针对无损状态下的结构件，较少考虑腐蚀与疲劳对其抗震性能的影响。因此，若要准确评价结构件的可靠度，研究其在不同服役年限下的抗震性能，需要制定可考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法，解决现有的结构件抗震性能试验方法无法考虑考虑腐蚀环境与荷载历史影响的问题，本发明既可以对既有结构的抗震性能与可靠度进行评价，也可针对新建结构进行考虑时变效应的抗震性能研究与可靠度分析。本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法，包括：

(a)通过经验公式或实测得出结构件的腐蚀程度η₁，通过经验估计或实测的方式并采用雨流计数法对结构件在服役期内遭受到的交变疲劳荷载进行统计，得出结构件的疲劳损伤程度η₂；结构件的腐蚀程度η₁用失重率表示，即η₁＝Δm/m₀，其中m₀为结构件的初始重量，Δm为结构件经过腐蚀后的质量改变量；Δm由实测或者根据大气腐蚀幂函数模型D＝A·tⁿ，进行计算得出，式中，D为腐蚀深度，A与n为与环境有关的常数，t为暴露时间；通过经验估计或通过实测结合循环计数法对结构件在服役期内遭受到的交变疲劳荷载进行统计，得出结构件的疲劳损伤程度η₂，将疲劳损伤程度通过损伤累计准则换算为应力幅值σ₁下的高频振动次数n₁，即其中k为应力水平个数，n_i为各应力幅下的循环次数，N_i为不同应力水平对应的寿命，N₁为应力幅值σ₁对应的寿命；

(b)采用通电腐蚀与疲劳加载同时进行的方式或加速腐蚀-疲劳间歇循环加载的方式对结构件进行腐蚀与疲劳耦合作用下的加载；

(c)对所得的考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件进行低周滞回加载，提取结构件经历腐蚀疲劳损伤后的力学参数，研究不同服役年限下即不同腐蚀疲劳程度下结构件的抗震性能。