高強鋼雙向壓彎箱形截面構件局部和整體相關屈曲研究.pdf

1、近年來，高強鋼(fy≥460MPa)焊接箱形截面構件已經(jīng)成功被應用于多個鋼結構實際工程中，并獲得了較好的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)行《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)對高強鋼構件板件的寬厚比限值規(guī)定太嚴格，不利于充分利用高強鋼板件屈曲后強度。為了達到節(jié)約鋼材和降低造價的目的應適當放寬高強鋼構件壁板寬厚比，而寬厚比超限構件常常表現(xiàn)出局部和整體相關屈曲。另外，在實際工程中若考慮任意方向的初變形和偶然偏心的影響時，軸壓或偏壓箱形截面構件的受力實

2、質為雙向壓彎，而國內外局部和整體相關屈曲研究則主要集中在高強鋼軸心受壓和單向壓彎構件上，對于雙向壓彎箱形截面構件相關屈曲的研究則較少。故研究高強鋼雙向壓彎箱形截面構件局部和整體相關屈曲性能具有重要的實際和理論意義。
　　針對高強鋼箱形截面雙向壓彎構件的局部和整體相關屈曲性能，本文采用ANSYS有限元軟件建立了考慮幾何缺陷(整體和局部初彎曲)和殘余應力，以及幾何非線性和材料非線性影響的有限元模型，通過與已有試驗數(shù)據(jù)的對比驗證了模型的

3、有效性；利用已驗證的有限元模型研究了板件寬厚比、構件長細比、荷載相對偏心率、鋼材強度等級、殘余應力對構件局部-整體相關屈曲極限承載力的影響；引入有效屈服強度系數(shù)來綜合考慮構件各參數(shù)對極限承載力的影響；參考我國鋼結構設計規(guī)范以及有效屈服強度法和直接強度法，提出了直接利用構件毛截面面積、毛截面模量和有效屈服強度系數(shù)來預測高強鋼箱形截面雙向壓彎構件局部和整體相關屈曲極限承載力的計算公式。
　　研究表明，綜合考慮各種初始缺陷的有限元模型能

4、夠很好地模擬高強鋼壓彎箱形截面構件局部和整體相關屈曲性能；板件寬厚比增大會導致構件極限承載力的增大以及無量綱極限承載力的減??；構件長細比增大會使構件極限承載力和無量綱極限承載力均減小；荷載相對偏心率增大，構件極限承載力和無量綱極限承載力均減小，荷載偏心率增加會使得由長細比增加或寬厚比增加帶來的無量綱極限承載力的減幅下降；構件軸力-彎矩相關曲線大致呈線性變化；使用高強鋼能夠明顯提高構件極限承載力；殘余應力會降低構件極限承載力；有效屈服強度