基于CSM的热轧方矩形钢管构件局部稳定性能研究

发布时间：2025-01-11 04:57

　　随着钢构件生产工艺的发展,方矩形钢管构件逐渐运用于建筑结构中。大多数现行钢结构设计规范所采用基于截面分类概念的构件局部稳定设计方法存在一些不足。连续强度设计方法（Continuous Strength Method,简称CSM）是一种基于构件变形能力并能有效利用钢材应变硬化性能的设计方法。该方法在近年逐渐被运用在不锈钢构件和冷弯型钢构件承载力设计中,但其在热轧构件的设计理论仍不完善。本文运用有限元分析方法,对热轧方矩形钢管构件在轴压、受弯和压弯状态下的局部屈曲性能和欧、美、中国钢结构规范局部稳定承载力设计公式进行了系统研究,并将CSM拓展到这类热轧构件的局部稳定承载力设计中,主要研究内容和成果如下:（1）建立了考虑初始几何缺陷和残余应力的热轧方矩形钢管有限元模型,与其他学者相关试验结果对比验证了有限元模型的可靠性,并考察了有限元模型对初始几何缺陷的敏感性。结果表明:所建立有限元模型对初始几何缺陷变化较不敏感。（2）基于有限元参数分析,研究了正则化宽厚比λ_p^—、高宽比H/B对构件局部屈曲性能的影响。结果表明:随着λ_p

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1国内外著名钢管结构建筑物

在美国建筑工程行业中，方矩形钢管与热轧H型钢的用量约为1:1。欧洲的机场、桥梁、商业建筑等公共建筑中都有大量运用方矩形钢管，而且欧洲是热成型方矩形钢管的主要生产地[2]。在我国钢结构建筑中，所采用的构件主要仍是热轧H型钢和各种焊接钢构件，方矩形钢管作为主要受力构件的结构....

图1.2热轧钢材典型应力-应变曲线

目前该方法在热轧钢构件局部稳定承载力设计的应用还充完善。矩形钢管构件局部稳定研究现状和CSM方法研究的材料特性荷载情况下，钢材标准试件单向均匀拉伸试验时的应力-应热轧碳素结构钢曲线分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶应力与应变呈线性关系，斜率为材料的弹性模量E。当应点，材料进入屈....

图1.3热轧钢材线性材料本构模型

为了简化计算，现行国内外规范通常假定钢材为理想弹塑性体，即认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，屈服点以后则为完全塑性，其应力-应变曲线形状为双直线，如图1.3(a)所示。为了考虑材料强化阶段的性能，有学者采用三直线材料模型[13]，如图1.3(b)。然而该模型假定了强化模量Es....

图1.4方矩形截面初始局部几何缺陷示意图

(b)三折线强化模型[13](图1.3热轧钢材线性材料本构模型何初始缺陷与残余应力过程中存在不可避免的误差，钢构缺陷。对于本文所研究长度较短的。局部几何初始缺陷会对构件的极限元数值模型更加贴近实际构件通常采用以特征值屈曲分析得出布，如图1.4所示。我国钢结形截面翼缘板件的....

本文编号：4025978