不銹鋼螺栓高溫本構(gòu)關(guān)系構(gòu)建及其T型連接受力性能研究.pdf

1、不銹鋼作為建筑材料具有外觀優(yōu)美、抗腐蝕性強、生命周期成本低等一系列優(yōu)點，使不銹鋼在建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中具有巨大的潛力。20世紀90年代以來，歐洲、澳大利亞和新西蘭以及美國相繼頒布了不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，僅EC3包含不銹鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗火設(shè)計條文。我國對不銹鋼材料和構(gòu)件的研究相對滯后，導(dǎo)致不銹鋼設(shè)計規(guī)程CECS410-2015頒布較晚且內(nèi)容尚不完整，嚴重阻礙了不銹鋼結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用與發(fā)展。
　　本文依托國家自然科學基金項目(NO.51578

2、092)，對不銹鋼T型連接常溫下力學性能進行試驗及設(shè)計參數(shù)研究，完成不銹鋼螺栓的高溫材性試驗，并對不銹鋼T型連接展開高溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析。主要研究內(nèi)容及成果概括如下：
　?、賹?組（9個）不銹鋼T型連接試件進行靜力加載試驗研究，通過處理分析試驗記錄的荷載位移曲線，得到了各試件的塑性、極限承載力和初始剛度等力學指標，并將試驗結(jié)果與歐洲和美國規(guī)范進行對比分析，發(fā)現(xiàn)美歐規(guī)范普遍低估了不銹鋼T型連接的承載力性能；
　?、诶肁BAQU

3、S建立經(jīng)驗證有效的不銹鋼T型連接的有限元模型，圍繞翼緣板厚、翼緣板寬、螺栓直徑和邊距系數(shù)等因素展開參數(shù)分析，探討各因素對不銹鋼T型節(jié)點力學性能的影響規(guī)律，并將有限元結(jié)果與EC3的建議設(shè)計方法進行對比，發(fā)現(xiàn)翼緣板寬對不銹鋼T型連接的力學性能影響較小；
　?、弁瓿葾4-70和A4-80級不銹鋼螺栓的高溫力學性能試驗，將試驗結(jié)果與相關(guān)規(guī)范和試驗進行比較并提出各力學指標隨溫度變化的折減模型，總結(jié)比較各不銹鋼材料本構(gòu)關(guān)系模型的優(yōu)缺點，并以R

4、amberg-Osgood模型為理論基礎(chǔ)提出了兩種強度等級不銹鋼螺栓的高溫本構(gòu)關(guān)系模型，且與試驗結(jié)果吻合良好；
　?、芑诓讳P鋼螺栓高溫材性和不銹鋼T型連接常溫靜載試驗，對不銹鋼T型節(jié)點展開高溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)耦合分析，探討了其高溫承載力、變形以及耐火性能。
　　本文創(chuàng)新點如下：
　?、偈状瓮ㄟ^試驗和參數(shù)分析研究了不銹鋼T型連接的承載力和變形性能；
　?、谑状瓮ㄟ^試驗研究獲得了A4-70和A4-80級不銹鋼螺栓的高溫力