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Q460GJ鋼焊接H型鋼梁整體穩(wěn)定性能研究

發(fā)布時間:2020-05-29 01:28
【摘要】:近年來,國內外大量的建筑及橋梁結構由于采用了高強度鋼結構,取得了很好的經濟效益,針對高強鋼結構性能的各項研究工作業(yè)已展開,已有的研究成果表明:高強度鋼結構構件的整體穩(wěn)定性能優(yōu)于普通強度鋼結構構件;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,眾多高層和大跨結構中全部或在重要部位中使用了高建鋼;我國《鋼結構設計規(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,但相關條文多是在對普通強度鋼結構的研究基礎上提出的,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構,尚需進一步研究;國內對高建鋼結構構件的研究工作已有時日,但針對高強度高建鋼受彎構件整體穩(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形構件的殘余應力進行了測試,討論了構件高寬比、構件高度、板件寬厚比、板件厚度等因素對殘余應力分布的影響,提出了適用于Q460GJ鋼中厚板焊接H形構件殘余應力的分布模式。(2)系統(tǒng)分析了支座和加載點約束條件對受彎構件整體穩(wěn)定承載力的影響,提出了用于跨中無側向約束和有側向約束兩種條件下,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)了相應試驗裝置;推導了考慮偶聯(lián)時監(jiān)測點處豎向及側向位移、截面轉角的計算公式。(3)對16個無側向約束的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)對構件進行有限元分析,研究了初始幾何缺陷、殘余應力對Q460GJ鋼梁整體穩(wěn)定性能的影響,并將試驗結果和有限元分析結果與國內外鋼結構設計規(guī)范的計算曲線進行比對,指出《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-201X)(報批稿)關于梁整體穩(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《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》(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)和設計強度建議值。
【圖文】:

國家體育場


1.3.2 GJ 鋼的應用正是由于 GJ 鋼在化學成分和力學性能上的顯著優(yōu)勢,,使其在一系列國內外重大項目中得到廣泛應用。中關村金融中心塔樓是國內較早采用 GJ 鋼進行設計的高層鋼結構[18],該工程采用了 Q345GJ 鋼材,但在設計時采用的是普通 Q345 的力學參數(shù);國家體育場鳥巢(圖 1.2)利用了 GJ 鋼較小的厚度效應的特點,用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼,既減小了鋼材用量,又改善了結構的安全性[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構工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國際傳媒中心(圖 1.4)[23]。內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 鋼在部分工程中應用情況,由此可見,高性能 GJ 鋼將越來越多的應用于民用建筑中。

新址,中央電視臺,主樓


1.3.2 GJ 鋼的應用正是由于 GJ 鋼在化學成分和力學性能上的顯著優(yōu)勢,使其在一系列國內外重大項目中得到廣泛應用。中關村金融中心塔樓是國內較早采用 GJ 鋼進行設計的高層鋼結構[18],該工程采用了 Q345GJ 鋼材,但在設計時采用的是普通 Q345 的力學參數(shù);國家體育場鳥巢(圖 1.2)利用了 GJ 鋼較小的厚度效應的特點,用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼,既減小了鋼材用量,又改善了結構的安全性[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構工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國際傳媒中心(圖 1.4)[23]。內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 鋼在部分工程中應用情況,由此可見,高性能 GJ 鋼將越來越多的應用于民用建筑中。
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:TU392.1

【參考文獻】

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1 朱希;施剛;;國產建筑結構用鋼板材性參數(shù)統(tǒng)計與分析[J];建筑結構;2015年21期

2 邱林波;薛素鐸;侯兆新;劉毅;舒贛平;;Q550GJ高強鋼焊接H型截面殘余應力試驗研究[J];北京工業(yè)大學學報;2015年07期

3 張耀林;李可軍;王磊;周國慶;;高建鋼及厚板在天津高銀117大廈項目中的應用[J];建筑技術開發(fā);2015年06期

4 邱林波;侯兆新;劉毅;舒贛平;薛素鐸;;Q550GJ高強鋼焊接箱形截面殘余應力試驗研究[J];工業(yè)建筑;2015年05期

5 陸建新;楊定國;王川;胡攀;霍宗誠;張賀;;深圳平安金融中心超厚Q460GJC鋼材全位置焊接技術[J];施工技術;2015年08期

6 施剛;張建興;王U

本文編號:2686156


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