无论是采用焊接螺栓，或者是双焊混合连接，钢结构构件之间的连接处最薄弱。研究表明大多数破坏都是发生在结构连接处。近年来全球发生过多次破坏极大的地震，如 2008年中国汶川大地震，大量钢框架梁柱焊接节点出现脆性断裂，研究表明，焊接残余应力是导致这种情况的重要因素之一。而通过考虑损伤可以更加真实地研究焊接节点的残余应力对节点抗震性能的影响，从而为钢结构设计、选材和施工等方面提供参考。

能源供需缺口进一步增大，2020年、2025年、2030年广东省能源需求缺口分别为4 225万tce、6 615万tce、10 215万tce。

1 损伤模型的选择与分析

ABAQUS中符合延性金属损伤的损伤模型只有Jason-Cook模型与Ductile damage 模型。由于模拟的模型单元与节点数在几十万以上，而Johnson-Cook损伤模型是Explicit 动力显示算法，滞回曲线模拟时间代价太大，且体现不出其模拟冲击与爆炸等大动力载荷良好的优势，而Ductile damage 模型在模拟地震低频荷载损伤上效果良好，因此选择Ductile damage 模型。

采用Ductile damage 损伤模型对梁柱节点进行模拟并与不使用损伤模型进行对比。梁柱均采用Q235B，损伤模型参数为：损伤应变三轴应力k=0.32，塑性应变比τ=1.26[1]。节点尺寸和局部构造[2]见图1；滞回曲线对比见图2；加载制度表见表1。梁翼缘与柱翼缘采用焊接连接，梁腹板与柱翼缘直接绑定设置。梁柱节点设计要求参考了美国(FEMA350)2000[3]中的规定。梁：HN400×200×8×13 mm；柱：HW400×400×13×21 mm。

 

表1 加载制度参数表

  

荷载等级位移幅值/mm循环次数/次对应层间侧移角θc/%17．5220．375210．0320．5315．0520．75420．0621．0530．0921．5640．1222．0760．1823．0880．2424．09100．325．0

从图2中可以明显发现，从耗能上使用了Ductile damage模型的滞回曲线比不考虑损伤的差，说明考虑损伤是有意义的。

2)骨架曲线。从图6可以看出：(1)NFS其骨架曲线变化比较平缓，其延性最好。(2)NFS-D其骨架曲线与NFS相比，在位移荷载较大时出现分离，其延性与承载能力都下降了。(3)NFS-W其骨架曲线与NFS相比，可以发现其承载能力有些许上升，但是骨架曲线在后半段急剧下降，延性性能差了很多。(4)NFS-WD与NFS相比，其同样是承载能力上升一点，但是骨架曲线后半段下降更迅速，延性是最差的，骨架曲线图见图6。

 

2 焊接残余应力模拟与分析

2.1 温度场模拟

梁柱均采用Q235B，焊条采用E43[4]。建模时，焊缝与钢材热物理参数见表2。

 

表2 材料热物理性能参数表

  

温度T/℃20500800120015002000比热容c/(J·kg-1·℃-1)460678690640640800导热系数λ/(W·m-1·℃-1)5336262933110

焊接温度场模拟采用顺序耦合法。焊接电流I=150 A，电弧电压U=24 V，焊接速率V=5 mm/s，焊接效率η=0.75。模拟焊接顺序为先焊梁下翼缘与柱翼缘对接处，再焊梁上翼缘与柱对接处。加热时间均为56 s，冷却时间为1 500 s，完成后冷却至室温20 ℃。图3为焊接冷却后温度场分布云图。图3可以清楚地表明焊接所产生的热源对梁柱节点所造成的温度分布影响。

2.2 焊接应力场模拟

近年来，为了有效保障山区人们的生命和财产安全，政府相关部门逐渐加强对地质灾害勘查和治理的重视。在滑坡地质灾害中，对滑坡地质灾害的影响因素加以明确，并从科学的角度上实现对地质灾害的勘查，对于提高滑坡的治理水平，具有十分重要的意义。

 

3 节点抗震性能分析

3.1 材料力学数据

1)滞回曲线[6]。荷载-位移滞回曲线是衡量抗震性能的主要依据[7]，其越饱满，耗能能力越强，抗震越好。图5表示几种情况在最大位移加载状态时的滞回曲线分别为：NFS-不考虑焊接残余应力不考虑损伤、NFS-W-考虑焊接残余应力不考虑损伤、NFS-D-不考虑焊接残余应力考虑损伤、NSS-WD-考虑焊接残余应力考虑损伤。

1)等效塑性应变指数。等效塑性应变指数PI为等效塑性应变与屈服应变的比值，反映钢材局部延性及断裂倾向。从图7可知NFS的等效塑性应变沿整个焊缝方向都比较小，NFS-WD最大，而NFS-D与NFS-W大小差不多，但是前者是两端大，后者是中间大，说明损伤与温度应力影响了开裂的位置，并且当二者结合起来时，温度的影响大于损伤的影响，这从NFS-WD中可以看出来。

3.2 滞回性能分析

根据Weilian Qu[5]和西安理工大学的张成兴[1]所得到Q235B钢材的实验数据，得到E=2.06×105 MPa，泊松比ν=0.3，σy =235.0 MPa,εy=0.018,σu=345 MPa,εu=0.139，梁端施加位移荷载,加载制度见表1。

为分析节点局部薄弱部位的变形和应力状态，引入等效塑性应变指数和开裂指数作为评估断裂特征的依据，定义两条路径，路径为焊缝(上)边缘。

1.2.4 实验步骤 用打孔钳打下每个干血斑样本直径为3 mm血样，应用试剂盒中配制试剂经孵育萃取后移液至测试板，上串联质谱仪检测样本中11项氨基酸、1项游离肉碱和30项酰基肉碱的浓度，分析氨基酸、肉碱浓度和相关比值。

 

3.3 断裂性能分析

图5可以看出，试件的滞回曲线均呈梭形，无捏拢现象，且正负相的对称性较好，但是饱满程度有明显差异。1)NFS滞回曲线明显最饱满，面积最大，有较好耗能能力，抗震性能更好。2)从刚度退化角度考虑：NFS-D、NFS-WD及NFS-W的刚度与NFS相比都有不同程度的退化，但是可以看出来NFS-WD退化最大，NFS-W次之，NFS-D再次之。3)从损伤角度来看：无论是NFS与NFS-D相比还是NFS-W与NFS-WD相比较，都可以发现损伤在大位移加载下节点出现较为明显的承载能力下降，这说明损伤是对结构极限状态有影响的。4)NFS-WD与前三个模型相比，滞回环面积最小，进入后几个大位移荷载循环，承载力下降也最迅速，可以发现最接近实际工况下的模型是抗震性能最差的。总的来说，焊接应力的存在影响节点滞回曲线的变化规律。

当前国有企业财务预算管理过程中缺乏相应的编制规划，从而在很大程度上限制了国有企业战略目标的实现。对于任何类型的企业来讲，在经营过程中都会存在一定程度的资产和经营性投资，对于大型国有企业来讲，还会存在跨行业投资的现象，如投资房地产、资本、股票、债权市场等，这能够在很大程度上提高国有企业的经营利润。因此，缺乏相应的财务预算编制和深入的市场调研，就会使得投资存在很大的盲目性，极容易造成国有企业的经营风险，从而影响到企业的正常经营活动。

由图4可知：残余应力主要集中在焊缝及焊缝附近，并且焊缝(上)及焊缝(下)的残余应力分布情况相似，距离焊缝中心越远的区域应力分布越不明显，应力越小。

2)开裂指数。其用来描述发生脆性破坏的可能性，指数越大，该部位发生脆性断裂的可能性就越大。研究表明，当20≤RI≤40时，易发生脆性断裂；当RI>40时，构件非常危险，脆性断裂可能极大，其分布见图8。由图可知温度与损伤都会引起脆性断裂加剧，并且二者引起的效果不一样，温度是引起开裂指数两端大，而损伤是中间大，说明损伤与温度应力影响了开裂的位置，并且当二者结合起来时，温度的影响大于损伤的影响。

水利行业建设管理总体水平是好的，也是较规范的,但同时部分项目在前期与设计、建设管理、计划下达与执行、资金使用与管理、工程质量与安全等方面,还不同程度地存在一些共性和个性问题,需要进一步规范建设与管理行为，进一步加大整改落实力度。二是对发现的问题进行汇总分析，从完善制度、规范管理等方面提出了许多建设性意见，供有关主管部门参考。三是积极帮助被检查单位解决技术和管理难题，促进了基层水利建设与管理水平的提高。四是对提升地方水利建设与管理工作起到了较好的引领、示范和带动作用。

 

4 结 论

a.通过比较各个节点考虑焊接与否可知：考虑焊接残余应力与不考虑焊接残余应力差异较大，焊接残余应力会引起滞回曲线面积变小，刚度退化加剧，承载能力稍微提升，但是延性下降迅速，对抗震不利。

b.通过比较节点考虑损伤与否可知：发现损伤对结构的刚度与延性都是有影响的，但是要在大位移加载的情况下才出现比较明显的刚度退化与承载能力下降，这与现实也是相符的。

c.通过比较综合考虑损伤与温度的模型和既不考虑损伤也不考虑温度的模型可知：前者在开裂指数和等效塑性应变指数都大很多，这意味着考虑损伤与温度模型下其更容易开裂与断裂，而现实的工程结构是有损伤与温度的，因此钢框架梁柱节点在安装过程中产生的温度与损伤在工程实际当中应该引起足够的重视。

参考文献

[1] 张成兴,李 言,杨明顺,等.Q235钢薄板单点增量成形延性破损的有限元模拟[J].机械工程材料,2017,41(3):67-72.

[2] JGJ99—1998，高层民用建筑钢结构技术规程[S].

[3] FEMA-350，Recommended Seismic design Criteria for New Steel Moment-frame Buildings[S].

[4] 王 薇.钢框架板式加强型焊接节点的断裂性能分析[D].青岛:青岛理工大学，2011.

[5] Qu Weilian.Refined Analysis of Fatigue Crack Initiation Life of Beam-to-column[J].Computational Materials Science,2012(58):131-139.

[6] GB50017—2003，钢结构设计规范[S].

[7] GB50011—2010,建筑抗震设计规范[S].