【摘要】：近年來,高強鋼(fy≥460MPa)焊接箱型截面構件已在許多鋼結構工程中得到了成功應用,并且取得了良好的經(jīng)濟效益。我國《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)中對于焊接箱型截面壓彎構件壁板的寬厚比限值相對于高強鋼過于嚴格,致使高強鋼構件承載力得不到充分利用。適當?shù)姆艑挶诎鍖捄癖?利用壁板屈曲后的強度,不僅可以充分發(fā)揮高強鋼的性能,還能節(jié)約鋼材降低造價。目前,國內(nèi)外對于高強鋼構件的整體穩(wěn)定承載力的研究大多集中在軸心受壓構件,對于實際工程中常見的壓彎構件的研究相對較少,本文對Q460鋼焊接箱型截面壓彎構件的整體穩(wěn)定承載力進行研究。利用有限元軟件ANSYS建立了Q460鋼寬厚比超限的焊接箱型截面壓彎構件的有限元模型,研究了壁板寬厚比、構件長細比、截面邊長比和荷載偏心距對其穩(wěn)定承載力的影響,并與相當?shù)腝235鋼構件的穩(wěn)定承載力進行了對比,最后結合《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)和北美冷彎薄壁型鋼結構規(guī)范(AISI2004),提出并修正了適用于Q460高強鋼焊接箱型截面壓彎構件穩(wěn)定承載力的設計公式。研究表明,本文所建的有限元模型能夠很好的模擬寬厚比超限的焊接箱型截面壓彎構件整體穩(wěn)定性能。壁板寬厚比增大,構件的極限承載力增大,構件失穩(wěn)破壞時由整體屈曲逐漸轉(zhuǎn)向局部屈曲;構件長細比增加,整體剛度減小,極限承載力減小,易發(fā)生整體失穩(wěn);截面邊長比增大,極限承載力增大,易發(fā)生整體失穩(wěn);荷載偏心距增大,構件極限承載力減小,易發(fā)生整體失穩(wěn)。與相當?shù)腝235鋼構件相比,Q460鋼構件的極限承載力明顯提高,且殘余應力對其穩(wěn)定承載力的影響較Q235鋼構件的小。修正后的直接強度法設計公式具有較好的精度,其計算結果能很好地與有限元計算結果吻合,且偏于安全。
【圖文】：

到單元的膜剛度和彎曲，單元各個節(jié)點均有包括平動，即分別是沿節(jié)點坐標 x、y 和 z 方向的平動位移和繞單元簡圖見圖 2.2 所示。本文所建模型中各板塊尺寸均，并未采用退化的三角形單元，，因為采用退化的三角。

“驗收規(guī)范”)中規(guī)定受壓構件彎曲矢高的限值除了不得大于l/1000外，還不應大于10mm。本文模型中整體初始幾何缺陷幅值按照“03規(guī)范”的要求取值，其彎曲模式如下圖2.3。對于局部彎曲，“03規(guī)范”中并沒有對板件初始缺陷的限值做出具體的規(guī)定。在“驗收規(guī)范”[53]中，規(guī)定板件厚度t<14mm時，每1000mm的腹板局部平面度偏差值不超過3mm，即腹板壁板的凸曲幅值不能超過3h/1000，其中h為壁板高度。Hervé Degée[54]等結合Winter公式，計算了考慮初始缺陷的短柱軸心受壓承載力，建議壁板的局部缺陷幅值取為h/1000。因此本文局部初始缺陷取值亦為h/1000。其彎曲模態(tài)如圖2.3所示。殘余應力是當沒有對物體施加外力時，在物體內(nèi)部保持自相平衡的初始應力。對于焊接鋼結構構件
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU391

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 班慧勇;施剛;石永久;;960 MPa高強度鋼材軸壓構件整體穩(wěn)定性能試驗研究[J];建筑結構學報;2014年01期

2 閆曉雷;李國強;陳素文;;Q460高強鋼焊接箱形壓彎構件極限承載力數(shù)值分析[J];建筑鋼結構進展;2013年03期

3 班慧勇;施剛;石永久;王元清;;國產(chǎn)Q460高強鋼焊接工形柱整體穩(wěn)定性能研究[J];土木工程學報;2013年02期

4 班慧勇;施剛;石永久;王元清;;Q460高強鋼焊接箱形截面殘余應力研究[J];建筑結構學報;2013年01期

5 李國強;閆曉雷;陳素文;;Q460高強度鋼材焊接H形截面弱軸壓彎柱承載力試驗研究[J];建筑結構學報;2012年12期

6 申紅俠;;寬厚比超限的高強鋼方形截面軸心受壓構件極限承載力[J];建筑結構;2012年11期

7 李國強;閆曉雷;陳素文;;Q460高強鋼焊接箱形壓彎構件極限承載力試驗研究[J];土木工程學報;2012年08期

8 申紅俠;;高強度鋼焊接方形截面軸心受壓構件的局部和整體相關屈曲[J];工程力學;2012年07期

9 王彥博;李國強;陳素文;孫飛飛;;Q460鋼焊接H形柱軸心受壓極限承載力試驗研究[J];土木工程學報;2012年06期

10 李國強;王彥博;陳素文;;高強鋼焊接箱形柱軸心受壓極限承載力試驗研究[J];建筑結構學報;2012年03期

本文編號：2529119