残余应力对H型钢结构承载力影响研究

发布时间：2020-10-23 12:30

　　 热轧H型钢由于其出色的力学性能及施工简便等特点被作为主体构件广泛应用于钢结构中。在施工中大量使用对接焊接构件,但焊接残余应力会使构件的某些部位提前屈服,影响钢结构的承载能力。目前对热轧H型钢对接焊接残余应力尚无系统研究,其残余应力对构件及钢结构承载能力影响规律不清。本文研究热轧H型钢对接焊接残余应力分布规律,并讨论其残余应力和外载荷叠加对构件及钢结构承载能力的影响。研究成果可为H型钢对接焊接焊缝形式及焊接位置的选择提供理论依据,课题具有工程实际意义。本文主要包括如下三部分内容:1.对热轧H型钢在五种对接焊缝形式下焊接过程进行数值模拟,得到残余应力分布规律,通过分析比较,给出较好的对接焊接焊缝形式。2.研究对接焊接对热轧H型钢梁、柱构件承载能力的影响。在残余应力的基础上施加荷载,考察焊缝形式及焊缝位置对H型钢柱及两端固支梁的极限承载力的影响。3.研究对接焊接对热轧H型钢框架结构极限承载力的影响。以两层框架结构为例,考察焊缝形式及焊缝位置对框架结构极限承载力的影响。研究结果表明:热轧H型钢对接焊接残余应力分布规律与工字梁截面对接焊接残余应力分布规律基本一致。对接焊接残余应力对H型钢柱的承载力影响很小,可忽略不计,但使H型钢梁的承载力下降,且焊缝形式及位置不同影响不同。对接焊接残余应力使框架结构的弹性极限承载力和塑性极限承载力均降低,焊缝形式及位置不同时影响不同。综合考虑焊接工艺及对构件及结构极限承载力的影响,得出如下结论:焊缝形式中45°斜焊较好,平接直焊较差;焊缝位于梁端时,残余应力对梁承载力的影响较大;焊缝靠近框架柱固定端时,残余应力对框架结构承载力的影响较大,实际施工中应尽量避开这些位置设置焊缝。
【学位单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG457.11;TG404
【部分图文】：

1 章 绪 论 章 绪 论建筑材料，因其抗弯扭强度高、质量轻、承载能人工成本和资源消耗、易于安装及回收利用、、工业建筑、桥梁、船舶、石油化工设备和大梁、

图 1.3 H 型钢对接焊接实物图Fig.1.3 H-shaped steel butt welding physical weldingconnection力进行测定但是较为复杂并且成本较高。随着有限元分析软件的开发，可以通过计算机模拟焊此基础上施加载荷计算结构的极限承载力，再值模拟结果的可靠性，这样就可以更加简洁明了承载力的影响[4]，为实际工程中钢结构对接焊接定的参考依据。处，导致该处迅速升温后又很快冷却，温度变化

图 1.4 焊缝区裂纹Fig.1.4 Welding area crack的危害影响：残余应力与外力作用叠加导致应力场不均位提前屈服。焊件中的拉伸焊接残余应力集中处如疲劳强度下降。影响：残余应力使焊件产生局部形变，导致焊件的影响：残余应力虽然自身保持平衡但是并不稳，会使结构局部失稳，整体稳定性下降。残余应力何形状及应力分布影响，一般情况下残余应力对非的影响要大[7]。加工精度的影响：由于残余应力会降低材料刚度
【参考文献】

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本文编号：2853042