本文關(guān)鍵詞：Q460GJ鋼焊接H形截面梁整體穩(wěn)定性能研究

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【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)的大規(guī)模應(yīng)用對(duì)材料性能提出了更高的要求,同時(shí)冶金技術(shù)的不斷發(fā)展則使高性能高強(qiáng)度鋼材成為可能,并使高性能高強(qiáng)度鋼材正逐漸應(yīng)用于實(shí)際工程中重要構(gòu)件和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。美國和日本等國的高性能高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟,但目前我國高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼(GJ系列鋼)的研究嚴(yán)重滯后于工程應(yīng)用,影響了優(yōu)質(zhì)鋼材的推廣和合理的使用。本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO.51578089),在Q345GJ鋼系列研究的基礎(chǔ)上,對(duì)高性能高強(qiáng)度Q460GJ鋼焊接H形截面單跨簡支梁的整體穩(wěn)定性能展開試驗(yàn)和數(shù)值研究。本文的主要研究工作及成果有:(1)對(duì)Q460GJ鋼進(jìn)行靜力材料性能試驗(yàn),獲得鋼材靜力力學(xué)指標(biāo);(2)采用切條法對(duì)Q460GJ鋼焊接H形截面的殘余應(yīng)力進(jìn)行測試,并提出相應(yīng)的殘余應(yīng)力分布模式,為后續(xù)鋼梁整體穩(wěn)定數(shù)值分析提供依據(jù);(3)對(duì)切條法中彎曲切條進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,明確其變形基本符合圓弧假設(shè),同時(shí)還針對(duì)彎曲條提出了“夾直測量”的方法,結(jié)果證明了該方法的有效性和效率高性;(4)運(yùn)用ANSYS建立鋼梁整體穩(wěn)定分析有限元模型,并通過已有的鋼梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的合理性,驗(yàn)證表明該模型可以很好地反應(yīng)鋼梁剛度的變化以及和承載力的關(guān)系;(5)通過有限元模型進(jìn)行參數(shù)化分析,分析了初始缺陷(初彎曲和殘余應(yīng)力)、截面尺寸、荷載類型等因素對(duì)整體穩(wěn)定極限承載力的影響,結(jié)果表明初始缺陷和荷載類型對(duì)穩(wěn)定系數(shù)影響較大,截面尺寸影響相對(duì)較小;(6)將極限承載力結(jié)果與不同國家和地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行對(duì)比,分析和探討了不同規(guī)范的差別及原因,最后根據(jù)分析結(jié)果提出了相應(yīng)的建議設(shè)計(jì)公式。本文的創(chuàng)新點(diǎn):(1)首次通過試驗(yàn)測試和統(tǒng)計(jì)的方法明確了切條法中彎曲切條的變形形狀與圓弧假設(shè)基本吻合;(2)首次在切條法中提出“夾直測量”的方法用于解決彎曲切條的變形問題,避免了繁瑣的變形測量和公式修正;(3)首次提出了Q460GJ鋼焊接H形截面的殘余應(yīng)力分布模型;(4)首次基于Q460GJ鋼焊接H形鋼梁提出相應(yīng)的整體穩(wěn)定系數(shù)建議設(shè)計(jì)公式。
【關(guān)鍵詞】：高性能高強(qiáng)度鋼 Q460GJ 焊接H形鋼梁 殘余應(yīng)力 整體穩(wěn)定
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU391
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-12
• 主要符號(hào)12-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼14
• 1.2 GJ鋼簡介14-17
• 1.2.1 GJ鋼性能特點(diǎn)15-16
• 1.2.2 GJ實(shí)際工程應(yīng)用16-17
• 1.3 GJ鋼研究進(jìn)展17-19
• 1.4 受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定理論19-21
• 1.4.1 穩(wěn)定問題的類型和計(jì)算19-20
• 1.4.2 鋼梁的整體穩(wěn)定研究20-21
• 1.5 本文研究內(nèi)容及意義21
• 1.6 本章小結(jié)21-24
• 2 殘余應(yīng)力試驗(yàn)研究24-50
• 2.1 概述24
• 2.2 切條法測殘余應(yīng)力原理24-25
• 2.3 材性試驗(yàn)25-28
• 2.3.1 試樣設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.2 試驗(yàn)過程26-27
• 2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果27-28
• 2.4 試件設(shè)計(jì)28-30
• 2.5 試驗(yàn)過程30-37
• 2.5.1 試驗(yàn)儀器30
• 2.5.2 試驗(yàn)步驟30-32
• 2.5.3 彎曲修正32-36
• 2.5.4 夾直測量36-37
• 2.6 試驗(yàn)結(jié)果及分析37-44
• 2.6.1 修正和夾直測量結(jié)果比較38-39
• 2.6.2 火焰切割板39-41
• 2.6.3 焊接H形截面41-44
• 2.7 分布模型44-49
• 2.7.1 火焰切割板44-45
• 2.7.2 焊接H形截面45-49
• 2.8 本章小結(jié)49-50
• 3 鋼梁有限元模型50-62
• 3.1 概述50
• 3.2 有限單元法簡介50-52
• 3.2.1 有限單元法的發(fā)展50-51
• 3.2.2 有限元分析軟件-ANSYS51-52
• 3.3 有限元模型的建立52-58
• 3.3.1 材料特性52
• 3.3.2 單元類型52-54
• 3.3.3 有限元模型的建立54-55
• 3.3.4 Ansys分析55-58
• 3.4 模型驗(yàn)證58-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 4 整體穩(wěn)定承載力分析62-100
• 4.1 概述62
• 4.2 初始缺陷的影響62-71
• 4.2.1 初彎曲的影響62-65
• 4.2.2 殘余應(yīng)力的影響65-71
• 4.3 屈服強(qiáng)度的影響71-72
• 4.4 參數(shù)化模型結(jié)果72-85
• 4.4.1 計(jì)算結(jié)果匯總72-80
• 4.4.2 截面尺寸的影響80-82
• 4.4.3 荷載類型的影響82-85
• 4.5 與設(shè)計(jì)規(guī)范比較85-95
• 4.5.1 與中國規(guī)范（GB 50017-2003）比較85-88
• 4.5.2 與中國規(guī)范（GB 50017-201X）比較88-90
• 4.5.3 與美國規(guī)范（ANSI/AISC 360-10）比較90-92
• 4.5.4 與歐洲規(guī)范（EN 1993:2005）比較92-95
• 4.6 建議設(shè)計(jì)公式95-98
• 4.7 本章小結(jié)98-100
• 5 結(jié)論與展望100-102
• 5.1 全文總結(jié)100
• 5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)100-101
• 5.3 今后研究展望101-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-110
• 附錄110-112
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄110
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目110-112

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本文編號(hào)：990818