高強(qiáng)度鋼材受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性能試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著鋼材生產(chǎn)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，高強(qiáng)度鋼材（下文簡(jiǎn)稱(chēng)高強(qiáng)鋼）已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)工程中得到應(yīng)用。相比于普通鋼材，高強(qiáng)鋼具有更高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，使其在同等受力條件下可以采用更小的鋼構(gòu)件截面尺寸，從而擴(kuò)大建筑空間，減少焊接、構(gòu)件運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁俊?br>　　我國(guó)即將正式頒布的新版《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》擬將涵蓋的鋼材最高牌號(hào)從Q420提升到Q460。但對(duì)于采用Q550、Q690等無(wú)明顯屈服平臺(tái)的高強(qiáng)鋼的結(jié)構(gòu)如何進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，是推廣高強(qiáng)鋼的應(yīng)

2、用一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。本文通過(guò)大量的試驗(yàn)研究、理論和數(shù)值分析，深入地研究了高強(qiáng)鋼受壓構(gòu)件（軸心受壓、壓彎）整體穩(wěn)定性能，并提出了經(jīng)過(guò)可靠度分析的設(shè)計(jì)公式。本文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)對(duì)9個(gè)高強(qiáng)鋼焊接箱型截面構(gòu)件和12個(gè)焊接H型截面高強(qiáng)鋼構(gòu)件（由Q550GJ和Q690GJ鋼材鋼板制成）采用分割法進(jìn)行構(gòu)件截面殘余應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn)。
　　(2)基于本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，研究各種因素對(duì)高強(qiáng)鋼構(gòu)件截面

3、殘余應(yīng)力分布和應(yīng)力值的影響，提出相應(yīng)的分布模型和計(jì)算公式。
　　(3)對(duì)Q460GJ、Q550GJ和Q690GJ三種牌號(hào)鋼材12mm厚試樣進(jìn)行了靜力拉伸試驗(yàn)，得到了三組試樣的應(yīng)力—應(yīng)變曲線;獲得了三種牌號(hào)鋼材的屈強(qiáng)比、彈性模量和斷后伸長(zhǎng)率等參數(shù);確定了Q460GJ鋼材的屈服平臺(tái)強(qiáng)度;確定了Q550GJ和Q690GJ兩種牌號(hào)無(wú)明顯屈服平臺(tái)鋼材的條件屈服強(qiáng)度，利用最小二乘法得到了這兩種牌號(hào)鋼材的應(yīng)力—應(yīng)變擬合曲線。
　　(4)對(duì)

4、9根焊接箱型截面和25根焊接H型截面軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行整體穩(wěn)定承載能力試驗(yàn)，其中焊接H型截面構(gòu)件分為繞弱軸失穩(wěn)和繞強(qiáng)軸失穩(wěn)兩類(lèi)。將試驗(yàn)結(jié)果與各國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)公式計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比。
　　(5)建立考慮了材料非線性、幾何非線性以及構(gòu)件初始缺陷、截面殘余應(yīng)力影響的有限元分析模型;通過(guò)有限元計(jì)算分析結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型和分析方法的可靠性和準(zhǔn)確性。
　　(6)基于以上研究，對(duì)高強(qiáng)鋼軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化分析，確

5、定高強(qiáng)鋼軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的計(jì)算方法并參考《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)的設(shè)計(jì)公式，提出了基于佩里公式的柱子曲線或重新選擇已有的柱子曲線。
　　(7)統(tǒng)計(jì)了影響高強(qiáng)鋼受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力各個(gè)參數(shù)的變異性，對(duì)高強(qiáng)鋼軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行可靠度分析;確定了Q460、Q550和Q690三種牌號(hào)鋼材的抗力分項(xiàng)系數(shù)。
　　(8)對(duì)4根焊接箱型截面和4根焊接H型截面壓彎構(gòu)件進(jìn)行彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定承載能力試驗(yàn)，結(jié)合