Q550焊接工字形截面轴压构件局部稳定与整体稳定相关性研究

发布时间：2018-01-16 22:22

  本文关键词：Q550焊接工字形截面轴压构件局部稳定与整体稳定相关性研究　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 高强钢 残余应力 轴压构件 局部稳定性能 相关稳定性能 直接强度法

【摘要】：随着钢材的生产技术日益精湛,高强钢被越来越多地应用于国内外钢结构工程中。相比于普通钢材,高强钢具有更高的屈服强度和抗拉强度,使其在同等受力条件下可以有效缩小构件的断面尺寸,从而扩大建筑空间,减少焊接、构件运输的工作量,实现良好的经济效益。由于钢材屈服强度的提高,轴压构件的承载力由稳定性控制而不是强度控制的特性愈加显著。我国现行《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对轴压构件的板件宽厚比的严格限制,导致高强钢的强度在构件发生失稳时无法得到充分有效的利用,因而对高强钢轴压构件局部稳定和相关稳定的研究显得十分迫切。本文运用试验研究和有限元分析方法,对Q550焊接工字形截面轴压构件的焊接纵向残余应力、局部稳定性能和相关稳定性能进行了深入的研究,提出了建议计算方法。本文主要完成了以下几个方面的工作：(1)通过分割法对7个Q550焊接工字形试件的截面纵向残余应力分布模式和大小进行了试验测量,在本文研究和前人研究的基础上,提出了针对Q550焊接工字形截面纵向残余应力的建议简化分布模型。(2)基于国产Q550高强钢,进行了13个高强钢材料力学性能试验、12个焊接工字形轴压构件的局部稳定加载试验以及8个焊接工字形轴压构件的相关稳定加载试验,并将试验结果与各国规范的计算值进行了对比。(3)建立了能够模拟几何初始缺陷和焊接纵向残余应力并准确分析焊接工字形轴压构件局部稳定和相关稳定受力性能的有限元分析模型,利用本文试验结果验证了有限元分析模型的可靠性和准确性。(4)利用已验证的有限元分析模型对焊接工字形轴压构件局部稳定和相关稳定性能进行参数化分析,探究各主要因素对Q550高强钢稳定性能和承载力的影响规律。完成了211个焊接工字形轴压构件局部稳定性能的有限元算例和232个焊接工字形轴压构件相关稳定性能的有限元算例。(5)在试验研究和有限元研究的基础上,提出了Q550焊接工字形轴压构件基于直接强度法的局部稳定和相关稳定的建议计算公式。
[Abstract]:With the increasing consummation of steel production technology, high-strength steel is more and more used in steel structure engineering at home and abroad. Compared with ordinary steel, high-strength steel has higher yield strength and tensile strength. It can effectively reduce the section size of the members under the same stress condition, thus expand the building space, reduce the workload of welding and component transportation, and achieve good economic benefits. Because of the increase of steel yield strength. The characteristic that the bearing capacity of axial compression members is controlled by stability rather than by strength is becoming more and more obvious. The current Code for Design of Steel structures in China (GB50017-2003). The strict restriction on the ratio of width to thickness of the plate of axial compression member. As a result, the strength of high strength steel can not be fully and effectively utilized when the member is unstable. Therefore, it is very urgent to study the local stability and the related stability of high-strength steel axial compression members. In this paper, the experimental study and finite element analysis method are used. The longitudinal residual stress, local stability and related stability of Q550 welded I-section axial compression members are studied. In this paper, the following work has been done: 1). The longitudinal residual stress distribution pattern and size of seven Q550 welded I-shaped specimens were measured by the method of segmentation. Based on the research in this paper and previous studies, a simplified distribution model for longitudinal residual stress of I-shaped section Q550 welding is proposed, which is based on Q550 high strength steel made in China. The mechanical properties tests of 13 high strength steel materials, 12 local stable loading tests of welded I-shaped axial compression members and 8 related stable loading tests of welded I-shaped axial compression members were carried out. The test results are compared with the calculated values of national codes. A finite element analysis model is established to simulate the initial geometric defects and the longitudinal residual stresses of welded I-shaped axial compression members and to accurately analyze the local stability and the related stability of welded I-shaped axial compression members. The reliability and accuracy of the finite element analysis model are verified by the experimental results in this paper. The local stability and correlation stability of welded I-shaped axial compression members are parameterized by using the verified finite element analysis model. The influence of main factors on the stability and bearing capacity of Q550 high strength steel was investigated. A finite element analysis of 211 welded I-shaped axial compression members and 232 welded I-shaped axial compression structures were completed. A finite element example of component dependent Stability. (. 5) on the basis of experimental research and finite element analysis. The formulas for calculating local stability and correlation stability of Q550 welded I-shaped axial compression members based on direct strength method are proposed.
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU391

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本文编号：1435100