不锈钢焊接箱形截面柱轴心受压相关稳定试验研究

发布时间：2018-08-19 18:28

【摘要】：不锈钢的非线性材料特性使其构件承载性能不同于普通钢结构构件,需要开展专门的研究。通过焊接加工8个不锈钢箱形截面柱,包括奥氏体型S30408和双相型S22253两种牌号,在试件两端铰接的约束条件下开展轴心承压加载试验。试验中对板材力学性能、试件的局部与整体几何初始缺陷、纵向焊接残余应力分布和加载初偏心进行了测量。加载试验得出了板件的局部屈曲承载力与构件的相关稳定承载力,展示了从组成板件局部屈曲到构件整体弯曲屈曲的渐变失效形态。将试验结果与欧洲不锈钢规范EN 1993-1-4、直接强度法和中国冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018的计算公式进行比较表明,由于欧洲规范和直接强度法没有考虑不同牌号不锈钢材料力学性能的差异,对双相型S22253构件的承载力计算偏于保守,而奥氏体型S30408构件的计算承载力偏于不安全;而中国规范GB 50018没有考虑焊接残余应力、几何缺陷和材料非线性的不利影响,高估了构件的相关稳定承载力。所得到的试验结果将为后续的数值分析与理论研究提供数据支撑。
[Abstract]:Due to the nonlinear material characteristics of stainless steel, the bearing capacity of stainless steel members is different from that of ordinary steel structures, so special research is needed. By welding 8 stainless steel box section columns, including austenitic S30408 and duplex S22253, axial compression loading tests were carried out under the constraint of hinged ends of the specimens. The mechanical properties of the plate, the initial geometric defects of the specimen, the distribution of longitudinal welding residual stress and the initial eccentricity of loading were measured. The local buckling capacity of the plate and the relative stable bearing capacity of the members are obtained by the loading test, and the gradual failure patterns from the local buckling of the components to the buckling of the whole member are shown. The test results are compared with the calculation formulas of European stainless steel code en 1993-1-4, direct strength method and Chinese technical code GB 50018 for cold-formed thin-walled steel structures. Because the mechanical properties of stainless steel materials of different grades are not taken into account in European specifications and direct strength methods, the calculation of the bearing capacity of dual-phase S22253 members is conservative, while that of austenitic S30408 members is less safe. However, the Chinese code GB 50018 does not take into account the negative effects of welding residual stress, geometric defects and material nonlinearity, thus overestimating the relative stability bearing capacity of members. The experimental results will provide data support for subsequent numerical analysis and theoretical research.
【作者单位】： 清华大学;武汉大学;无锡顺达钢构工程有限公司;Imperial
【基金】：中国博士后科学基金(2014M560626) 高等学校博士学科点专项科研基金(20110002130002)
【分类号】：TU391;TU317

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2192466