發(fā)布時間：2018-01-16 22:22

  本文關(guān)鍵詞：Q550焊接工字形截面軸壓構(gòu)件局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定相關(guān)性研究　出處：《東南大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著鋼材的生產(chǎn)技術(shù)日益精湛,高強鋼被越來越多地應(yīng)用于國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)工程中。相比于普通鋼材,高強鋼具有更高的屈服強度和抗拉強度,使其在同等受力條件下可以有效縮小構(gòu)件的斷面尺寸,從而擴大建筑空間,減少焊接、構(gòu)件運輸?shù)墓ぷ髁?實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。由于鋼材屈服強度的提高,軸壓構(gòu)件的承載力由穩(wěn)定性控制而不是強度控制的特性愈加顯著。我國現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)對軸壓構(gòu)件的板件寬厚比的嚴格限制,導(dǎo)致高強鋼的強度在構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)時無法得到充分有效的利用,因而對高強鋼軸壓構(gòu)件局部穩(wěn)定和相關(guān)穩(wěn)定的研究顯得十分迫切。本文運用試驗研究和有限元分析方法,對Q550焊接工字形截面軸壓構(gòu)件的焊接縱向殘余應(yīng)力、局部穩(wěn)定性能和相關(guān)穩(wěn)定性能進行了深入的研究,提出了建議計算方法。本文主要完成了以下幾個方面的工作：(1)通過分割法對7個Q550焊接工字形試件的截面縱向殘余應(yīng)力分布模式和大小進行了試驗測量,在本文研究和前人研究的基礎(chǔ)上,提出了針對Q550焊接工字形截面縱向殘余應(yīng)力的建議簡化分布模型。(2)基于國產(chǎn)Q550高強鋼,進行了13個高強鋼材料力學性能試驗、12個焊接工字形軸壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定加載試驗以及8個焊接工字形軸壓構(gòu)件的相關(guān)穩(wěn)定加載試驗,并將試驗結(jié)果與各國規(guī)范的計算值進行了對比。(3)建立了能夠模擬幾何初始缺陷和焊接縱向殘余應(yīng)力并準確分析焊接工字形軸壓構(gòu)件局部穩(wěn)定和相關(guān)穩(wěn)定受力性能的有限元分析模型,利用本文試驗結(jié)果驗證了有限元分析模型的可靠性和準確性。(4)利用已驗證的有限元分析模型對焊接工字形軸壓構(gòu)件局部穩(wěn)定和相關(guān)穩(wěn)定性能進行參數(shù)化分析,探究各主要因素對Q550高強鋼穩(wěn)定性能和承載力的影響規(guī)律。完成了211個焊接工字形軸壓構(gòu)件局部穩(wěn)定性能的有限元算例和232個焊接工字形軸壓構(gòu)件相關(guān)穩(wěn)定性能的有限元算例。(5)在試驗研究和有限元研究的基礎(chǔ)上,提出了Q550焊接工字形軸壓構(gòu)件基于直接強度法的局部穩(wěn)定和相關(guān)穩(wěn)定的建議計算公式。
[Abstract]:With the increasing consummation of steel production technology, high-strength steel is more and more used in steel structure engineering at home and abroad. Compared with ordinary steel, high-strength steel has higher yield strength and tensile strength. It can effectively reduce the section size of the members under the same stress condition, thus expand the building space, reduce the workload of welding and component transportation, and achieve good economic benefits. Because of the increase of steel yield strength. The characteristic that the bearing capacity of axial compression members is controlled by stability rather than by strength is becoming more and more obvious. The current Code for Design of Steel structures in China (GB50017-2003). The strict restriction on the ratio of width to thickness of the plate of axial compression member. As a result, the strength of high strength steel can not be fully and effectively utilized when the member is unstable. Therefore, it is very urgent to study the local stability and the related stability of high-strength steel axial compression members. In this paper, the experimental study and finite element analysis method are used. The longitudinal residual stress, local stability and related stability of Q550 welded I-section axial compression members are studied. In this paper, the following work has been done: 1). The longitudinal residual stress distribution pattern and size of seven Q550 welded I-shaped specimens were measured by the method of segmentation. Based on the research in this paper and previous studies, a simplified distribution model for longitudinal residual stress of I-shaped section Q550 welding is proposed, which is based on Q550 high strength steel made in China. The mechanical properties tests of 13 high strength steel materials, 12 local stable loading tests of welded I-shaped axial compression members and 8 related stable loading tests of welded I-shaped axial compression members were carried out. The test results are compared with the calculated values of national codes. A finite element analysis model is established to simulate the initial geometric defects and the longitudinal residual stresses of welded I-shaped axial compression members and to accurately analyze the local stability and the related stability of welded I-shaped axial compression members. The reliability and accuracy of the finite element analysis model are verified by the experimental results in this paper. The local stability and correlation stability of welded I-shaped axial compression members are parameterized by using the verified finite element analysis model. The influence of main factors on the stability and bearing capacity of Q550 high strength steel was investigated. A finite element analysis of 211 welded I-shaped axial compression members and 232 welded I-shaped axial compression structures were completed. A finite element example of component dependent Stability. (. 5) on the basis of experimental research and finite element analysis. The formulas for calculating local stability and correlation stability of Q550 welded I-shaped axial compression members based on direct strength method are proposed.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU391

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本文編號：1435100