高強度鋼材受壓構件整體穩(wěn)定性能試驗研究.pdf

1、隨著鋼材生產制造技術的不斷進步，高強度鋼材（下文簡稱高強鋼）已經開始在國內外鋼結構工程中得到應用。相比于普通鋼材，高強鋼具有更高的屈服強度和抗拉強度，使其在同等受力條件下可以采用更小的鋼構件截面尺寸，從而擴大建筑空間，減少焊接、構件運輸?shù)墓ぷ髁俊?br>　　我國即將正式頒布的新版《鋼結構設計規(guī)范》擬將涵蓋的鋼材最高牌號從Q420提升到Q460。但對于采用Q550、Q690等無明顯屈服平臺的高強鋼的結構如何進行分析和設計，是推廣高強鋼的應

2、用一個亟需解決的問題。本文通過大量的試驗研究、理論和數(shù)值分析，深入地研究了高強鋼受壓構件（軸心受壓、壓彎）整體穩(wěn)定性能，并提出了經過可靠度分析的設計公式。本文主要完成了以下幾個方面的工作:
　　(1)對9個高強鋼焊接箱型截面構件和12個焊接H型截面高強鋼構件（由Q550GJ和Q690GJ鋼材鋼板制成）采用分割法進行構件截面殘余應力測量試驗。
　　(2)基于本文的試驗數(shù)據(jù)并結合國內外學者的研究成果，研究各種因素對高強鋼構件截面

3、殘余應力分布和應力值的影響，提出相應的分布模型和計算公式。
　　(3)對Q460GJ、Q550GJ和Q690GJ三種牌號鋼材12mm厚試樣進行了靜力拉伸試驗，得到了三組試樣的應力—應變曲線;獲得了三種牌號鋼材的屈強比、彈性模量和斷后伸長率等參數(shù);確定了Q460GJ鋼材的屈服平臺強度;確定了Q550GJ和Q690GJ兩種牌號無明顯屈服平臺鋼材的條件屈服強度，利用最小二乘法得到了這兩種牌號鋼材的應力—應變擬合曲線。
　　(4)對

4、9根焊接箱型截面和25根焊接H型截面軸心受壓構件進行整體穩(wěn)定承載能力試驗，其中焊接H型截面構件分為繞弱軸失穩(wěn)和繞強軸失穩(wěn)兩類。將試驗結果與各國鋼結構設計規(guī)范的設計公式計算值進行了對比。
　　(5)建立考慮了材料非線性、幾何非線性以及構件初始缺陷、截面殘余應力影響的有限元分析模型;通過有限元計算分析結果與試驗數(shù)據(jù)的對比，驗證了有限元模型和分析方法的可靠性和準確性。
　　(6)基于以上研究，對高強鋼軸心受壓構件進行參數(shù)化分析，確

5、定高強鋼軸心受壓構件整體穩(wěn)定承載力的計算方法并參考《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)的設計公式，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)計了影響高強鋼受壓構件整體穩(wěn)定承載力各個參數(shù)的變異性，對高強鋼軸心受壓構件進行可靠度分析;確定了Q460、Q550和Q690三種牌號鋼材的抗力分項系數(shù)。
　　(8)對4根焊接箱型截面和4根焊接H型截面壓彎構件進行彎矩作用平面內整體穩(wěn)定承載能力試驗，結合