【摘要】：近年來,高強(qiáng)鋼(fy≥460MPa)焊接箱型截面構(gòu)件已在許多鋼結(jié)構(gòu)工程中得到了成功應(yīng)用,并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)中對(duì)于焊接箱型截面壓彎構(gòu)件壁板的寬厚比限值相對(duì)于高強(qiáng)鋼過于嚴(yán)格,致使高強(qiáng)鋼構(gòu)件承載力得不到充分利用。適當(dāng)?shù)姆艑挶诎鍖捄癖?利用壁板屈曲后的強(qiáng)度,不僅可以充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼的性能,還能節(jié)約鋼材降低造價(jià)。目前,國內(nèi)外對(duì)于高強(qiáng)鋼構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力的研究大多集中在軸心受壓構(gòu)件,對(duì)于實(shí)際工程中常見的壓彎構(gòu)件的研究相對(duì)較少,本文對(duì)Q460鋼焊接箱型截面壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力進(jìn)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(gòu)件的有限元模型,研究了壁板寬厚比、構(gòu)件長細(xì)比、截面邊長比和荷載偏心距對(duì)其穩(wěn)定承載力的影響,并與相當(dāng)?shù)腝235鋼構(gòu)件的穩(wěn)定承載力進(jìn)行了對(duì)比,最后結(jié)合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)和北美冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(AISI2004),提出并修正了適用于Q460高強(qiáng)鋼焊接箱型截面壓彎構(gòu)件穩(wěn)定承載力的設(shè)計(jì)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(gòu)件整體穩(wěn)定性能。壁板寬厚比增大,構(gòu)件的極限承載力增大,構(gòu)件失穩(wěn)破壞時(shí)由整體屈曲逐漸轉(zhuǎn)向局部屈曲;構(gòu)件長細(xì)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(gòu)件極限承載力減小,易發(fā)生整體失穩(wěn)。與相當(dāng)?shù)腝235鋼構(gòu)件相比,Q460鋼構(gòu)件的極限承載力明顯提高,且殘余應(yīng)力對(duì)其穩(wěn)定承載力的影響較Q235鋼構(gòu)件的小。修正后的直接強(qiáng)度法設(shè)計(jì)公式具有較好的精度,其計(jì)算結(jié)果能很好地與有限元計(jì)算結(jié)果吻合,且偏于安全。
【圖文】：

到單元的膜剛度和彎曲，單元各個(gè)節(jié)點(diǎn)均有包括平動(dòng)，即分別是沿節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) x、y 和 z 方向的平動(dòng)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?yàn)椴捎猛嘶娜恰?

“驗(yàn)收規(guī)范”)中規(guī)定受壓構(gòu)件彎曲矢高的限值除了不得大于l/1000外，還不應(yīng)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(duì)于局部彎曲，“03規(guī)范”中并沒有對(duì)板件初始缺陷的限值做出具體的規(guī)定。在“驗(yàn)收規(guī)范”[53]中，規(guī)定板件厚度t<14mm時(shí)，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(jié)合Winter公式，計(jì)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(yīng)力是當(dāng)沒有對(duì)物體施加外力時(shí)，在物體內(nèi)部保持自相平衡的初始應(yīng)力。對(duì)于焊接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU391

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 班慧勇;施剛;石永久;;960 MPa高強(qiáng)度鋼材軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2014年01期

2 閆曉雷;李國強(qiáng);陳素文;;Q460高強(qiáng)鋼焊接箱形壓彎構(gòu)件極限承載力數(shù)值分析[J];建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展;2013年03期

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

4 班慧勇;施剛;石永久;王元清;;Q460高強(qiáng)鋼焊接箱形截面殘余應(yīng)力研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年01期

5 李國強(qiáng);閆曉雷;陳素文;;Q460高強(qiáng)度鋼材焊接H形截面弱軸壓彎柱承載力試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2012年12期

6 申紅俠;;寬厚比超限的高強(qiáng)鋼方形截面軸心受壓構(gòu)件極限承載力[J];建筑結(jié)構(gòu);2012年11期

7 李國強(qiáng);閆曉雷;陳素文;;Q460高強(qiáng)鋼焊接箱形壓彎構(gòu)件極限承載力試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年08期

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

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

10 李國強(qiáng);王彥博;陳素文;;高強(qiáng)鋼焊接箱形柱軸心受壓極限承載力試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2012年03期

本文編號(hào)：2529119