【摘要】：近年來,國內(nèi)外大量的建筑及橋梁結(jié)構(gòu)由于采用了高強度鋼結(jié)構(gòu),取得了很好的經(jīng)濟效益,針對高強鋼結(jié)構(gòu)性能的各項研究工作業(yè)已展開,已有的研究成果表明:高強度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)定性能優(yōu)于普通強度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件;高性能建筑用鋼板(簡稱高建鋼)和普通低合金高強鋼相比,具有更好的綜合性能,眾多高層和大跨結(jié)構(gòu)中全部或在重要部位中使用了高建鋼;我國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(報批稿)將適用范圍提高到了Q460,并增列了高建鋼系列中的Q345GJ鋼,但相關(guān)條文多是在對普通強度鋼結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上提出的,由于材料性能的不同,這些條文是否適用于高性能高強鋼結(jié)構(gòu),尚需進一步研究;國內(nèi)對高建鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的研究工作已有時日,但針對高強度高建鋼受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性能的研究工作卻剛剛起步。本文依托國家自然科學(xué)基金面上項目《460MPa高強度GJ鋼基于性能的計算模式研究》(基金號:51578089),通過試驗研究、數(shù)值計算和理論分析,研究Q460GJ鋼焊接H型鋼梁的整體穩(wěn)定的受力性能,并提出計算方法建議。本文主要研究工作如下:(1)采用切條法對8個Q460GJ鋼焊接H形構(gòu)件的殘余應(yīng)力進行了測試,討論了構(gòu)件高寬比、構(gòu)件高度、板件寬厚比、板件厚度等因素對殘余應(yīng)力分布的影響,提出了適用于Q460GJ鋼中厚板焊接H形構(gòu)件殘余應(yīng)力的分布模式。(2)系統(tǒng)分析了支座和加載點約束條件對受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的影響,提出了用于跨中無側(cè)向約束和有側(cè)向約束兩種條件下,簡支鋼梁在跨中單點加載時整體穩(wěn)定承載力的試驗方法并開發(fā)了相應(yīng)試驗裝置;推導(dǎo)了考慮偶聯(lián)時監(jiān)測點處豎向及側(cè)向位移、截面轉(zhuǎn)角的計算公式。(3)對16個無側(cè)向約束的Q460GJ鋼焊接H型鋼梁(8個雙軸對稱截面、8個單軸對稱截面)和14個有側(cè)向約束的Q460GJ鋼焊接H型鋼梁(8個雙軸對稱截面、6個單軸對稱截面)進行靜力加載試驗,研究了其失穩(wěn)形式和極限承載力。(4)對構(gòu)件進行有限元分析,研究了初始幾何缺陷、殘余應(yīng)力對Q460GJ鋼梁整體穩(wěn)定性能的影響,并將試驗結(jié)果和有限元分析結(jié)果與國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的計算曲線進行比對,指出《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-201X)(報批稿)關(guān)于梁整體穩(wěn)定的計算方法適用于Q460GJ鋼中厚板焊接H型鋼梁。(5)獲得了按GB50017-201X規(guī)范推薦的方法計算Q460GJ鋼焊接H型鋼梁整體穩(wěn)定時的抗力不定性統(tǒng)計參數(shù);按《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-201X)(報批稿)的規(guī)定,計算了Q460GJ鋼中厚板梁在各種荷載組合下的抗力分項系數(shù),統(tǒng)計分析后給出了抗力分項系數(shù)和設(shè)計強度建議值。
【圖文】：

1.3.2 GJ 鋼的應(yīng)用正是由于 GJ 鋼在化學(xué)成分和力學(xué)性能上的顯著優(yōu)勢，，使其在一系列國內(nèi)外重大項目中得到廣泛應(yīng)用。中關(guān)村金融中心塔樓是國內(nèi)較早采用 GJ 鋼進行設(shè)計的高層鋼結(jié)構(gòu)[18]，該工程采用了 Q345GJ 鋼材，但在設(shè)計時采用的是普通 Q345 的力學(xué)參數(shù)；國家體育場鳥巢（圖 1.2）利用了 GJ 鋼較小的厚度效應(yīng)的特點，用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼，既減小了鋼材用量，又改善了結(jié)構(gòu)的安全性[19]。除此之外，中央電視臺新址主樓（圖 1.3）[20]、中國石油大廈、鄭州綠地中央廣場南塔樓[21]、上海國際金融中心、新加坡圣淘沙名勝世界鋼結(jié)構(gòu)工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國際傳媒中心（圖 1.4）[23]。內(nèi)蒙古伊金霍洛旗全民健身體育中心[24]、首都機場三期等工程均采用了 GJ 系列鋼板。表 1.5 為 GJ 鋼在部分工程中應(yīng)用情況，由此可見，高性能 GJ 鋼將越來越多的應(yīng)用于民用建筑中。

1.3.2 GJ 鋼的應(yīng)用正是由于 GJ 鋼在化學(xué)成分和力學(xué)性能上的顯著優(yōu)勢，使其在一系列國內(nèi)外重大項目中得到廣泛應(yīng)用。中關(guān)村金融中心塔樓是國內(nèi)較早采用 GJ 鋼進行設(shè)計的高層鋼結(jié)構(gòu)[18]，該工程采用了 Q345GJ 鋼材，但在設(shè)計時采用的是普通 Q345 的力學(xué)參數(shù)；國家體育場鳥巢（圖 1.2）利用了 GJ 鋼較小的厚度效應(yīng)的特點，用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼，既減小了鋼材用量，又改善了結(jié)構(gòu)的安全性[19]。除此之外，中央電視臺新址主樓（圖 1.3）[20]、中國石油大廈、鄭州綠地中央廣場南塔樓[21]、上海國際金融中心、新加坡圣淘沙名勝世界鋼結(jié)構(gòu)工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國際傳媒中心（圖 1.4）[23]。內(nèi)蒙古伊金霍洛旗全民健身體育中心[24]、首都機場三期等工程均采用了 GJ 系列鋼板。表 1.5 為 GJ 鋼在部分工程中應(yīng)用情況，由此可見，高性能 GJ 鋼將越來越多的應(yīng)用于民用建筑中。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU392.1

【參考文獻】

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本文編號：2686156