基于断裂力学的高强度钢材梁柱节点受力性能分析
[Abstract]:In order to study the fracture behavior of Liang Zhu joints of domestic Q460C high strength structural steels, the fracture toughness of Q460C high strength steel welds and heat-affected zone materials is calculated based on the theory of fracture mechanics, and the 3D finite element fracture model is used. Taking the stress intensity factor (KI) and J-integral of mode I crack tip as quantitative evaluation indexes, the fracture toughness of Liang Zhu joints with different length cracks in weld and heat affected zone is analyzed. The elastic analysis shows that KI is distributed in W shape along the width of beam flange, and the maximum value appears in the center of flange and has a linear relationship with nominal bending stress. However, the fracture toughness of weld root crack is higher than that of heat affected zone crack. The elastic-plastic analysis shows that the maximum value of JI appears at the edge of the flange, and the fracture toughness of the crack in the heat-affected zone is higher than that of the root crack. The results show that the fracture of Liang Zhu joint of Q460C high strength steel is controlled by welding root crack, the fracture bearing capacity is close to the plastic bearing capacity of full section of beam, and the critical turning angle is less than 0.02 rad. Therefore, it is suggested to improve the welding process or local structure to ensure that the joint has sufficient rotation capacity.
【作者单位】: 土木工程安全与耐久教育部重点实验室 清华大学土木工程系;
【基金】:北京高等学校青年英才计划项目(YETP0077)
【分类号】:TU391
【参考文献】
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1 ;Effects of low temperature on properties of structural steels[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2004年05期
2 施刚;王飞;戴国欣;王元清;石永久;;Q460C高强度结构钢材循环加载试验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2011年06期
3 王万祯;;结构钢开裂准则及断裂试验分析[J];工程力学;2008年05期
4 王元清;周晖;石永久;陈宏;;基于断裂力学的钢框架梁柱节点抗震性能分析[J];工程力学;2012年04期
5 施刚;班慧勇;石永久;王元清;;高强度钢材钢结构研究进展综述[J];工程力学;2013年01期
6 王万祯;陈飞益;黄友钱;王新堂;;箱型柱-H型钢梁节点断裂机理及梁翼缘扩大头和长槽孔节点研究[J];工程力学;2013年06期
7 施刚;王元清;石永久;;高强度钢材轴心受压构件的受力性能[J];建筑结构学报;2009年02期
8 施刚;王飞;戴国欣;王元清;石永久;;Q460C高强度钢材焊缝连接循环加载试验研究[J];建筑结构学报;2012年03期
9 施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材钢结构的工程应用[J];建筑钢结构进展;2008年04期
【共引文献】
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1 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;高强度等边单角钢轴压构件稳定设计研究回顾与问题探讨[J];四川建筑科学研究;2012年02期
2 王元清;林云;张延年;石永久;;Q460C高强钢材对接焊缝的低温力学性能试验[J];铁道科学与工程学报;2012年02期
3 施刚;王飞;戴国欣;王元清;石永久;;Q460C高强度结构钢材循环加载试验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2011年06期
4 王元清;胡宗文;石永久;周晖;陈宏;;基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(Ⅰ)——分级评定方法[J];低温建筑技术;2011年01期
5 王卫永;刘兵;李国强;;高强度Q460钢材高温力学性能试验研究[J];防灾减灾工程学报;2012年S1期
6 王卫永;李国强;戴国欣;;轴心受压高强度H型钢柱抗火性能[J];重庆大学学报;2010年10期
7 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材焊接截面残余应力分布研究[J];工程力学;2008年S2期
8 段红霞;李守巨;刘迎曦;;地震作用下钢结构损伤过程数值模拟[J];工程力学;2011年02期
9 施刚;刘钊;班慧勇;张勇;石永久;王元清;;高强度等边角钢轴心受压局部稳定的试验研究[J];工程力学;2011年07期
10 申红侠;;高强度钢焊接方形截面轴心受压构件的局部和整体相关屈曲[J];工程力学;2012年07期
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1 王晓波;刘志东;朱克进;;经典工程高强高性能钢材构件制作技术研究[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材钢结构受力性能研究[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
3 刘钊;施刚;张勇;;超高强度钢材轴心受压构件局部稳定受力性能研究[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
4 刘兵;王卫永;;高强度钢高温材性及构件抗火研究综述[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
5 林云;王元清;张延年;陈宏;;高强度钢及其焊缝断裂韧性的研究进展[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
6 潘宏;杨晓东;董磊磊;;T型加劲肋加强的梁柱节点开裂机理研究[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
7 李鹏程;戴国欣;聂诗东;王维说;赵改改;;GJ钢轴心受压构件整体稳定性能研究设想[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
8 王万祯;黄俊伟;王新堂;杨俊晓;;基于广义屈服模型的ANSYS开发及断裂分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
9 王万祯;苏仁权;王新堂;;高强钢刻痕杆常温断裂试验[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
10 施刚;班慧勇;石永久;王元清;;高强度钢材钢结构研究进展综述[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
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1 段红霞;钢结构地震损伤分析与损伤识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
2 曹现雷;Q460高强角钢受压构件稳定承载力研究[D];西安建筑科技大学;2010年
3 班慧勇;高强度钢材轴心受压构件整体稳定性能与设计方法研究[D];清华大学;2012年
4 王萌;强烈地震作用下钢框架的损伤退化行为[D];清华大学;2013年
5 雷劲松;带楔块装置的钢结构露出型柱脚抗震性能研究[D];湖南大学;2013年
6 孟德亮;骨料粒径对混凝土灾变破坏影响的试验研究[D];燕山大学;2014年
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2 邓椿森;高强度钢材压弯构件滞回性能数值模拟和试验研究[D];北京交通大学;2011年
3 刘五峰;中等应力三维度下结构钢断裂模型研究[D];兰州理工大学;2011年
4 纪海涛;金属薄板断裂模式及常、低温断裂试验研究[D];兰州理工大学;2011年
5 郝许昌;高应力三维度下焊材常、低温断裂试验及数值分析[D];兰州理工大学;2011年
6 胡宗文;钢结构厚板及焊缝脆性断裂的力学性能研究[D];清华大学;2010年
7 雷小雨;Q420高强等边角钢轴心受压构件稳定承载力研究[D];西安建筑科技大学;2011年
8 宫永丽;常用金属管混凝土柱力学性能的试验和理论研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 黄俊伟;基于广义强度模型的焊接空心球节点受拉承载力分析[D];兰州理工大学;2009年
10 刘钊;高强度钢材轴心受压构件局部稳定受力性能研究[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
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3 施刚;王飞;戴国欣;王元清;石永久;;Q460C高强度结构钢材循环加载试验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2011年06期
4 林云;王元清;张延年;石永久;;Q460C高强钢材断裂韧性的弹塑性有限元分析[J];低温建筑技术;2012年02期
5 李正良;刘红军;张东英;李茂华;;Q460高强钢在1000kV杆塔的应用[J];电网技术;2008年24期
6 蒋玉川,王启智;形状改变比能密度因子断裂准则[J];工程力学;2005年05期
7 韦未;李同春;;一种新的用于各向同性损伤模型的四参数等效应变[J];工程力学;2005年06期
8 吴德飞;童根树;;含初始缺陷钢结构损伤累积至断裂及后期的调查分析[J];工程力学;2006年08期
9 王万祯;;结构钢开裂准则及断裂试验分析[J];工程力学;2008年05期
10 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材焊接截面残余应力分布研究[J];工程力学;2008年S2期
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1 张莉;钢结构刚性梁柱节点抗震性能的研究[D];天津大学;2004年
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1 拓燕艳;Q460高强角钢轴心受压构件整体稳定性的理论与试验研究[D];西安建筑科技大学;2009年
2 魏鹏;Q460高强角钢轴压杆肢件宽厚比限值试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2009年
3 孟路希;Q460等边角钢稳定承载力的试验研究[D];重庆大学;2009年
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2 施刚;班慧勇;石永久;王元清;;高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展[J];工业建筑;2012年01期
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4 王元清;林云;周晖;张延年;石永久;;高强度钢材及其焊缝脆性断裂与疲劳性能的研究进展[J];建筑钢结构进展;2012年05期
5 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;建筑结构用高强度钢材力学性能研究进展[J];建筑结构;2013年02期
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7 逄靖华;吴宏磊;邱林波;;高强度钢材在郑州绿地中央广场中的应用分析[J];工业建筑;2014年03期
8 施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2009年02期
9 施刚;王元清;石永久;;高强度钢材轴心受压构件的受力性能[J];建筑结构学报;2009年02期
10 许红;;浅析高强度钢材钢结构在工程中的运用[J];河南科技;2013年05期
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1 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材钢结构受力性能研究[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
2 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材构件焊接截面残余应力分布研究[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2008年
3 施刚;石永久;王元清;;超高强度钢材钢结构的受力性能和工程应用[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
4 石永久;王磊;王元清;;高强度钢材钢结构梁柱连接节点承载性能研究进展[A];钢结构工程研究(九)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2012)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2012年
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8 Leonardo Silvestre;Roberval Pimenta;Marcos Nogueira;Luci Queiroz;Hernane Salles;Alexandre Jordao;Rodolfo Ribeiro;Mariana Pimenta;Juliano Concei,
本文编号:2309164
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