高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材和鋼框架受力性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑物結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，高度也不斷刷新，使得對(duì)鋼材強(qiáng)度要求不斷提高。高強(qiáng)度鋼材在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越大，但同時(shí)我國(guó)在高強(qiáng)度鋼材方面的研究還不是很充分，這樣使得一方面我國(guó)的工程建設(shè)要求強(qiáng)度更高的鋼材，另一方面對(duì)高強(qiáng)度鋼材受力性能的研究還很少。本文分別研究了高強(qiáng)度鋼材和高強(qiáng)鋼材鋼框架在單調(diào)加載和循環(huán)加載下的受力性能，以期為高強(qiáng)度鋼材受力性能研究提供參考。
　　通過(guò)對(duì)高強(qiáng)度鋼材Q460C和Q460D及Q460C焊縫

2、連接的單調(diào)加載和循環(huán)加載試驗(yàn)，得到了單調(diào)和循環(huán)加載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析了單調(diào)和循環(huán)加載下各自宏觀試驗(yàn)現(xiàn)象；對(duì)試件斷口進(jìn)行了電鏡掃描；基于Ramberg-Osgood公式，對(duì)各種循環(huán)骨架曲線進(jìn)行了擬合，得到了各自普遍適用的循環(huán)骨架曲線參數(shù)，并比較了對(duì)稱循環(huán)加載下的骨架曲線和單調(diào)拉伸曲線；在Chaboche鋼材塑性本構(gòu)模型基礎(chǔ)上，利用對(duì)稱循環(huán)加載數(shù)據(jù)標(biāo)定了模型參數(shù)，結(jié)合有限元程序ABAQUS對(duì)各自的循環(huán)滯回曲線進(jìn)行了模擬。試驗(yàn)結(jié)果表明：高

3、強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材在單調(diào)拉伸下延性仍然較好，單調(diào)壓縮時(shí)強(qiáng)度提高，延性變差；在循環(huán)荷載下具有包辛格效應(yīng)、循環(huán)強(qiáng)化和軟化等現(xiàn)象，滯回曲線飽滿；Q460C的循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)和循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù)均大于Q460D;Q460C焊縫連接試件的強(qiáng)度比母材的要高，但延性下降較多；利用ABAQUS的自定義材料功能能較好模擬高強(qiáng)度鋼材及其焊縫在各種循環(huán)荷載下的滯回曲線。
　　對(duì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材鋼框架在單調(diào)加載和循環(huán)加載下受力性能進(jìn)行了有限元分析。單調(diào)加載的有限元分析

4、研究了包括鋼材強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、屈服平臺(tái)長(zhǎng)度和強(qiáng)化模量在內(nèi)的各個(gè)因素對(duì)鋼框架承載力的影響。循環(huán)加載的有限元分析分別研究了不同屈強(qiáng)比鋼材鋼框架和高強(qiáng)度鋼材鋼框架循環(huán)加載性能以及鋼框架在極限承載力下的本構(gòu)利用情況。
　　單向加載有限元分析結(jié)果表明：利用ANSYS分析鋼框架單向加載性能得到的結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好；屈服強(qiáng)度變化、極限強(qiáng)度不變將影響鋼框架的單向加載承載力，反之則影響較?。磺脚_(tái)長(zhǎng)短會(huì)影響鋼框架單向加載承載力的大小，一般鋼框架

5、在達(dá)到極限承載力之前的應(yīng)變不會(huì)進(jìn)入硬化階段，如果屈服平臺(tái)過(guò)短可能使鋼材提前進(jìn)入應(yīng)變硬化階段，但對(duì)鋼框架的承載力影響不大；鋼材強(qiáng)化模量對(duì)鋼框架的承載力影響不大。
　　循環(huán)加載有限元分析結(jié)果表明：利用ANSYS分析鋼框架循環(huán)加載性能得到的結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好；屈強(qiáng)比提高，鋼框架循環(huán)加載下的耗能能力變小；高強(qiáng)度鋼材鋼框架在循環(huán)荷載下的延性較差，局部屈曲現(xiàn)象比較突出；同時(shí)其剛度退化現(xiàn)象差別不是很大；與單向加載相比，循環(huán)加載下鋼材本構(gòu)利用