高强度钢材轴心受压构件局部稳定受力性能研究

论文摘要

随着钢结构的发展,高强度钢材已经在世界上多个国家和地区的建筑和桥梁结构中得到应用,并取得了很好的效果。与普通钢材钢结构相比,高强度钢材钢结构具有多方面的显著优势,因此高强度钢材钢结构有十分广阔的应用前景。然而目前关于高强度钢材轴心受压构件局部稳定受力性能的研究仍处于初级阶段,关于高强度钢材钢结构的设计方法也缺乏相关的研究依据,因此有必要进行深入系统的研究。本文介绍了高强度钢材的工程应用,高强度钢材受压构件的受力性能特点以及高强度钢材的优势,总结了高强度钢材轴心受压构件局部稳定受力性能的研究现状,分析了目前研究中存在的不足。针对高强度热轧等边角钢轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文首先研究了国内外规范关于高强度热轧等边角钢轴心受压构件稳定承载力的设计计算方法,分析了规范设计方法的合理性。然后本文进行了Q420热轧等边角钢短柱轴心受压试验,并将试验结果与我国、美国和欧洲钢结构设计规范的相应设计方法和计算公式进行了对比分析。最后本文运用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对高强度热轧等边角钢轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元分析,并与试验结果进行了比较。利用已验证的有限元模型,对热轧等边角钢轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并对设计方法提出了建议。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 残余应力
• 1.2.2 局部稳定受力性能
• 1.2.3 设计方法
• 1.3 本文研究内容
• 2 理论分析
• 2.1 单向均匀受压简支板的弹性屈曲
• 2.2 单向均匀受压简支板的弹塑性屈曲
• 2.3 板件间的相互约束
• 2.4 板件宽厚比限值
• 3 设计方法
• 3.1 GB 50017-2003
• 3.2 ASCE 10-97
• 3.3 DL/T 5154-2002
• 3.4 AISC 360-05
• 3.5 Eurocode 3
• 3.6 本章小结
• 4 试验研究
• 4.1 试验概况
• 4.1.1 轴心受压试验
• 4.1.2 材性试验
• 4.1.3 残余应力试验
• 4.2 试验结果
• 4.2.1 材性试验结果
• 4.2.2 残余应力试验结果
• 4.2.3 轴压试验结果
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 与GB 50017-2003的比较
• 4.3.2 与AISC 360-05的比较
• 4.3.3 与Eurocode 3的比较
• 4.4 本章小结
• 5 有限元计算
• 5.1 模型验证
• 5.1.1 有限元模型
• 5.1.2 几何初始缺陷
• 5.1.3 残余应力
• 5.1.4 结果对比
• 5.2 参数分析
• 5.2.1 几何初始缺陷
• 5.2.2 残余应力
• 5.2.3 宽厚比
• 5.2.4 屈服强度
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集