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高强钢箱形偏压构件局部和整体相关屈曲研究

作　者: 刘翔
导　师: 申红侠
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 高强钢焊接箱形截面偏压构件极限承载力局部-整体相关屈曲
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来，高强钢(fy≥460MPa)焊接箱形构件已经成功应用于多个钢结构实际工程，并获得较好的经济效果。钢材强度的提高使构件壁板更易局部失稳，若继续采用现行钢结构规范中限定壁板宽厚比的做法，不利于充分发挥高强钢的性能。适当放宽壁板宽厚比，利用其屈曲后强度，可达到节约钢材、降低造价的目的。国内外研究主要集中在高强钢轴心受压构件局部-整体相关屈曲，对工程中常见的压弯构件研究较少。有鉴于此，本文对Q460钢焊接箱形压弯构件相关屈曲承载性能与计算方法进行研究。综合考虑构件初始几何缺陷(整体、局部初弯曲)、残余应力，以及几何、材料非线性的影响，采用有限元软件ANSYS建立有限元模型，并利用已有试验数据对有限元模型进行验证。利用已验证的有限元模型进行变参分析，研究壁板宽厚比、构件长细比和截面边长比对偏压构件局部-整体相关屈曲承载力的影响。基于参数分析所得数据，参考有效屈服强度法及直接强度法，考虑压弯构件相关屈曲稳定承载力的影响因素，采用构件毛截面属性，提出直接以构件几何参数为自变量的相关屈曲承载力公式。改变数值模型参数取值，计算获取一组数据以验证推荐公式的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 前言  8-9
  1.2 国内外研究现状及存在的问题  9-12
    1.2.1 高强钢研究现状  9-10
    1.2.2 相关屈曲研究现状  10-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-14
2 有限元模型的建立及验证  14-34
  2.1 有限元模型的建立  14-23
    2.1.1 材料本构关系  14-15
    2.1.2 单元类型选取  15
    2.1.3 初始缺陷取值  15-17
    2.1.4 模型建立  17-22
    2.1.5 模型求解控制  22-23
  2.2 有限元结果验证  23-32
    2.2.1 试验数据  23-25
    2.2.2 网格细化分析  25-28
    2.2.3 有限元结果与试验结果比较  28-30
    2.2.4 有限元屈曲过程分析  30-32
  2.3 本章小结  32-34
3 偏压箱形构件相关屈曲承载力性能分析  34-48
  3.1 荷载-位移曲线  34-35
  3.2 壁板宽厚比的影响  35-38
  3.3 构件长细比的影响  38-40
  3.4 截面边长比的影响  40-42
  3.5 钢材强度  42-44
  3.6 箱形偏压柱截面优化设计  44-46
  3.7 本章小结  46-48
4 箱形压弯构件相关屈曲设计公式提出  48-63
  4.1 箱形压弯构件相关屈曲承载力计算方法  48-51
  4.2 箱形压弯构件相关屈曲承载力公式的提出  51-56
  4.3 推荐公式的验证  56-61
  4.4 本章小结  61-63
5 结论与展望  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
作者在读期间的研究成果  70

高强钢箱形偏压构件局部和整体相关屈曲研究

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