高強(qiáng)鋼雙向壓彎箱形截面構(gòu)件局部和整體相關(guān)屈曲研究.pdf

1、近年來，高強(qiáng)鋼(fy≥460MPa)焊接箱形截面構(gòu)件已經(jīng)成功被應(yīng)用于多個(gè)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際工程中，并獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)對高強(qiáng)鋼構(gòu)件板件的寬厚比限值規(guī)定太嚴(yán)格，不利于充分利用高強(qiáng)鋼板件屈曲后強(qiáng)度。為了達(dá)到節(jié)約鋼材和降低造價(jià)的目的應(yīng)適當(dāng)放寬高強(qiáng)鋼構(gòu)件壁板寬厚比，而寬厚比超限構(gòu)件常常表現(xiàn)出局部和整體相關(guān)屈曲。另外，在實(shí)際工程中若考慮任意方向的初變形和偶然偏心的影響時(shí)，軸壓或偏壓箱形截面構(gòu)件的受力實(shí)

2、質(zhì)為雙向壓彎，而國內(nèi)外局部和整體相關(guān)屈曲研究則主要集中在高強(qiáng)鋼軸心受壓和單向壓彎構(gòu)件上，對于雙向壓彎箱形截面構(gòu)件相關(guān)屈曲的研究則較少。故研究高強(qiáng)鋼雙向壓彎箱形截面構(gòu)件局部和整體相關(guān)屈曲性能具有重要的實(shí)際和理論意義。
　　針對高強(qiáng)鋼箱形截面雙向壓彎構(gòu)件的局部和整體相關(guān)屈曲性能，本文采用ANSYS有限元軟件建立了考慮幾何缺陷(整體和局部初彎曲)和殘余應(yīng)力，以及幾何非線性和材料非線性影響的有限元模型，通過與已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比驗(yàn)證了模型的

3、有效性；利用已驗(yàn)證的有限元模型研究了板件寬厚比、構(gòu)件長細(xì)比、荷載相對偏心率、鋼材強(qiáng)度等級、殘余應(yīng)力對構(gòu)件局部-整體相關(guān)屈曲極限承載力的影響；引入有效屈服強(qiáng)度系數(shù)來綜合考慮構(gòu)件各參數(shù)對極限承載力的影響；參考我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范以及有效屈服強(qiáng)度法和直接強(qiáng)度法，提出了直接利用構(gòu)件毛截面面積、毛截面模量和有效屈服強(qiáng)度系數(shù)來預(yù)測高強(qiáng)鋼箱形截面雙向壓彎構(gòu)件局部和整體相關(guān)屈曲極限承載力的計(jì)算公式。
　　研究表明，綜合考慮各種初始缺陷的有限元模型能

4、夠很好地模擬高強(qiáng)鋼壓彎箱形截面構(gòu)件局部和整體相關(guān)屈曲性能；板件寬厚比增大會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件極限承載力的增大以及無量綱極限承載力的減小；構(gòu)件長細(xì)比增大會(huì)使構(gòu)件極限承載力和無量綱極限承載力均減??；荷載相對偏心率增大，構(gòu)件極限承載力和無量綱極限承載力均減小，荷載偏心率增加會(huì)使得由長細(xì)比增加或?qū)捄癖仍黾訋淼臒o量綱極限承載力的減幅下降；構(gòu)件軸力-彎矩相關(guān)曲線大致呈線性變化；使用高強(qiáng)鋼能夠明顯提高構(gòu)件極限承載力；殘余應(yīng)力會(huì)降低構(gòu)件極限承載力；有效屈服強(qiáng)度