Q460GJ鋼焊接箱形及H形截面壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力研究.pdf

1、隨著鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)化趨勢的發(fā)展以及厚板結(jié)構(gòu)應(yīng)用增多，國內(nèi)率先由舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司開發(fā)了新型建筑結(jié)構(gòu)用鋼板（簡稱GJ鋼）。GJ鋼是能夠適應(yīng)建筑高層化、結(jié)構(gòu)大跨化等要求的高性能材料，其厚板優(yōu)越性能最為突出。近年來國內(nèi)一批重大建設(shè)項(xiàng)目使用了GJ鋼，目前工程中主要以Q345GJ為主力品種，460MPa級及其以上強(qiáng)度GJ鋼的應(yīng)用也逐步展開。國內(nèi)對高強(qiáng)度鋼的結(jié)構(gòu)性能研究還不充分，尤其對性能優(yōu)良的GJ鋼相關(guān)研究及了解積累更少。為此本文針對460MPa級

2、GJ鋼壓彎構(gòu)件穩(wěn)定性能開展研究，以促進(jìn)高強(qiáng)度高性能GJ鋼的研究積累和推廣應(yīng)用。
　　基于Q460GJ鋼偏壓構(gòu)件承載力試驗(yàn)，并開展了壓彎構(gòu)件參數(shù)化分析以及偏壓構(gòu)件的可靠度分析，主要研究工作如下：
　?。?）對Q460GJ鋼4種焊接箱形和4種焊接H形截面規(guī)格的殘余應(yīng)力分布采用切條法進(jìn)行了測試，并對切條后的彎曲條采用圓弧法修正殘余應(yīng)力數(shù)值結(jié)果，同時(shí)還提出了夾直測量法以提高精度和測試效率。通過測試獲得了各截面的殘余應(yīng)力分布模式并分析

3、其規(guī)律。
　?。?）對帶桿端剛體的軸壓桿進(jìn)行理論分析，認(rèn)為支座端部剛體的構(gòu)造設(shè)置對試驗(yàn)影響可以忽略。對10MN長軸試驗(yàn)機(jī)加載方案進(jìn)行改造處理，提出約束試驗(yàn)機(jī)上部球鉸并加設(shè)壓力傳感器的測試方法。對構(gòu)件端部支座接觸點(diǎn)水平位移進(jìn)行監(jiān)測，分析了單刀口鉸接支座的適用性。同時(shí)還對構(gòu)件初始幾何缺陷的測試方法進(jìn)行了探討。
　　（3）對8根焊接箱形截面（寬厚比7.61～18.99、長細(xì)比34.7～76.3、四種偏心距情況）以及8根H形截面（翼

4、緣寬厚比3.01～6.04、腹板高厚比9.41～20.91、繞弱軸長細(xì)比41.76～83.36、四種偏心距情況）的Q460GJ鋼偏壓構(gòu)件開展了穩(wěn)定承載力試驗(yàn)研究，分析了相關(guān)試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)結(jié)果，并將試驗(yàn)值與中國、歐洲、美國、日本規(guī)范計(jì)算值進(jìn)行對比。
　?。?）對偏壓構(gòu)件開展有限元分析，驗(yàn)證了模型的適用性并據(jù)此展開壓彎構(gòu)件參數(shù)化分析。選取了四種典型荷載，包括偏心受壓以及跨中橫向集中力、橫向均布力、端彎矩與軸向壓力的共同作用，并選取正則

5、化長細(xì)比0.5～3.5范圍內(nèi)的16個(gè)數(shù)值點(diǎn)，對Q460GJ鋼焊接箱形以及H形強(qiáng)（弱）軸穩(wěn)定性能展開研究并分析了????曲線的相關(guān)規(guī)律。
　　（5）對中國、歐洲、美國規(guī)范柱子曲線表達(dá)式中待定系數(shù)進(jìn)行參數(shù)擬合，得到相關(guān)參數(shù)取值并與規(guī)范進(jìn)行比較分析，認(rèn)為Q460GJ鋼焊接箱形、H形截面可按規(guī)范b類計(jì)算。對中國規(guī)范中壓彎構(gòu)件計(jì)算式待定系數(shù)進(jìn)行參數(shù)擬合，得到四種荷載作用下規(guī)范系數(shù)的擬合值與建議值并選取部分截面規(guī)格進(jìn)行驗(yàn)算。
　?。?）

6、對Q460GJ鋼材性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到第一組厚度（t≤16mm）、第二組厚度（16＜t≤35mm）的材料不定性統(tǒng)計(jì)參數(shù)，將偏壓構(gòu)件試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范對比分析得到偏壓構(gòu)件的計(jì)算模式不定性統(tǒng)計(jì)參數(shù)。進(jìn)一步通過統(tǒng)計(jì)分析，獲得偏壓構(gòu)件的抗力不定性統(tǒng)計(jì)參數(shù)，并根據(jù)可靠度計(jì)算方法提出兩個(gè)厚度組別的偏壓構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)，以及Q460GJ鋼偏壓構(gòu)件面內(nèi)失穩(wěn)的設(shè)計(jì)參數(shù)建議值。
　　本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）提出采用夾直法直接測試彎曲變形切條的殘