冷弯薄壁不锈钢箱形截面柱轴心受压承载力研究

论文摘要

不锈钢作为一种新兴的建筑材料,以其优异的耐腐蚀性、良好的力学性能,在建筑结构当中作为承重构件被逐渐采用。不锈钢强度高、壁厚小,在应用过程中,稳定问题变得尤为突出。然而,目前我国还没有不锈钢设计规范,影响了不锈钢的广泛使用。本文引用国外最新试验数据,采用有限元软件对试验所用的冷弯薄壁不锈钢箱形截面柱进行了数值模拟,并对构件的长细比、宽厚比进行了定量分析,将切线模量理论引入板件的有效宽度计算中,提出了适用于我国不锈钢型材的稳定系数和有效宽度的计算方法,并将有效屈服强度法用于不锈钢箱形截面柱的承载力计算。可供建筑结构设计和规范制定修改时参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1. 研究背景
• 1.2. 不锈钢的化学组成及分类
• 1.2.1. 不锈钢的化学组成
• 1.2.2. 不锈钢的分类
• 1.3. 不锈钢与普通钢的比较
• 1.4. 不锈钢在土木工程中的应用
• 1.5. 问题的提出
• 1.5.1. 国内外研究现状
• 1.6. 本文的工作
• 2. 有限元分析方法在结构稳定分析中的应用
• 2.1. 结构非线性的有限元分析方法
• 2.1.1. 结构非线性概述
• 2.1.2. 非线性方程组的数值解法
• 2.2. 结构稳定性分析的基本概念
• 2.3. 关于弧长法
• 3. 试验研究
• 3.1. 试验简介
• 3.2. 试验内容
• 3.2.1. 试件的选用
• 3.2.2. 材料属性
• 3.2.3. 试验装置和加载方案
• 3.2.4. 几何缺陷的考虑
• 3.2.5. 试验结果
• 3.3. 试验结果和规范结果的对比
• 3.4. 试验结论
• 3.5. 欧洲、澳大利亚/新西兰、美国不锈钢设计规范的对比
• 3.5.1. 关于轴心受压承载力的对比
• 3.5.2. 关于板件有效宽度的对比
• 4. 不锈钢箱形截面柱轴心受压承载力的有限元分析
• 4.1. 概述
• 4.2. 单元的选取
• 4.3. 材料属性
• 4.4. 有限元模型的建立
• 4.5. 分析步骤
• 4.6. 缺陷的考虑
• 4.7. 角部硬化区域的考虑
• 4.8. 计算结果
• 4.8.1. 特征值屈曲分析结果
• 4.8.2. 非线性屈曲分析结果
• 5. 承载力分析
• 5.1. 引言
• 5.2. GB50018-2002中关于轴心受压构件的规定
• 5.3. 参数分析
• 5.3.1. 长细比的分析
• 5.3.2. 宽厚比的分析
• 5.3.3. 本章结论
• 6. 结语
• 6.1. 本文结论
• 6.2. 不足之处及后继工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间论文发表情况