雙相型不銹鋼軸心受壓構(gòu)件承載力試驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)建筑外觀要求越來(lái)越高，不銹鋼作為一種綠色材料，在建筑領(lǐng)域越來(lái)越受到建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的青睞。雙相型不銹鋼作為不銹鋼家族中重要的一類(lèi)，憑借其較高的屈服強(qiáng)度、較強(qiáng)的抗腐蝕能力和優(yōu)良的焊接性能，在建筑結(jié)構(gòu)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)雙相型不銹鋼管材的生產(chǎn)工藝以冷成型為主，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)冷成型雙相型不銹鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)展試驗(yàn)研究，本文基于以上背景對(duì)冷成型雙相型不銹鋼軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行深入的研究。
　　

2、本文分別開(kāi)展了20個(gè)材料力學(xué)性能試驗(yàn)、2種截面形式殘余應(yīng)力試驗(yàn)、12根軸心受壓短柱試驗(yàn)和14根軸心受壓長(zhǎng)柱試驗(yàn)。材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表明，總體來(lái)說(shuō)兩階段Ramberg-Osgood材料模型能夠很好地模擬雙相型不銹鋼材料的非線(xiàn)性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系;冷加工后的不銹鋼材料強(qiáng)度相比于母材有了明顯的提高。殘余應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果表明，冷成型構(gòu)件中縱向和橫向彎曲殘余應(yīng)力幅值較大，膜殘余應(yīng)力幅值較小，可以忽略不計(jì)，并提出了殘余應(yīng)力的分布模型。軸心受壓短柱試驗(yàn)中構(gòu)

3、件均呈現(xiàn)局部屈曲破壞，隨著軸心受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比增大，方管構(gòu)件分別呈現(xiàn)出局部和整體相關(guān)屈曲破壞和整體屈曲破壞，圓管長(zhǎng)柱構(gòu)件僅發(fā)生整體屈曲破壞。對(duì)4本不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(《美國(guó)冷成型不銹鋼設(shè)計(jì)規(guī)范》(SEI/ASCE8-02)、《歐洲不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(EN1993-1-4:2006)、《澳大利亞/新西蘭冷成型不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(AS/NZS4673:2001)和我國(guó)的《不銹鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS410:2015))以及《北美冷成型

4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(AISI S100-07)中軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式計(jì)算值與本文長(zhǎng)柱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明各規(guī)范計(jì)算值與試驗(yàn)值均有一定的誤差。采用有限元軟件ABAQUS對(duì)文中雙相型不銹鋼軸心受壓短柱和長(zhǎng)柱進(jìn)行了模擬分析，結(jié)果表明，采用材料力學(xué)性能試驗(yàn)獲得的材料力學(xué)性能指標(biāo)和合理的分析模型，本文的有限元模型能夠較準(zhǔn)確地反映不銹鋼軸心受壓構(gòu)件真實(shí)的受力性能。通過(guò)有限元軟件對(duì)影響雙相型不銹鋼軸心受壓承載力主要因素進(jìn)行了參數(shù)化分析，發(fā)

5、現(xiàn)材料力學(xué)性能參數(shù)對(duì)軸心受壓構(gòu)件承載力的影響最大，其次為構(gòu)件截面形式，殘余應(yīng)力對(duì)長(zhǎng)細(xì)比較長(zhǎng)構(gòu)件承載力有一定的影響，對(duì)長(zhǎng)細(xì)比較小構(gòu)件承載力的影響可以忽略。對(duì)冷成型雙相型不銹鋼軸心受壓構(gòu)件承載力進(jìn)行了進(jìn)一步的探討，根據(jù)有限元參數(shù)化分析得到的數(shù)據(jù)和《不銹鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS410:2015)的相關(guān)規(guī)定，基于不銹鋼材料的應(yīng)變強(qiáng)化特性，分別提出了方管和圓管承載力建議計(jì)算公式，公式允許利用不銹鋼構(gòu)件的塑性性能?；谇芯€(xiàn)模量理論，對(duì)不同材料力學(xué)