高強度結(jié)構(gòu)鋼材和鋼框架受力性能研究.pdf

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

2、連接的單調(diào)加載和循環(huán)加載試驗，得到了單調(diào)和循環(huán)加載時的應(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現(xiàn)象；對試件斷口進行了電鏡掃描；基于Ramberg-Osgood公式，對各種循環(huán)骨架曲線進行了擬合，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，利用對稱循環(huán)加載數(shù)據(jù)標定了模型參數(shù)，結(jié)合有限元程序ABAQUS對各自的循環(huán)滯回曲線進行了模擬。試驗結(jié)果表明：高

3、強度結(jié)構(gòu)鋼材在單調(diào)拉伸下延性仍然較好，單調(diào)壓縮時強度提高，延性變差；在循環(huán)荷載下具有包辛格效應(yīng)、循環(huán)強化和軟化等現(xiàn)象，滯回曲線飽滿；Q460C的循環(huán)強度系數(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度鋼材及其焊縫在各種循環(huán)荷載下的滯回曲線。
　　對高強度結(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、研究了包括鋼材強度、屈強比、屈服平臺長度和強化模量在內(nèi)的各個因素對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比鋼材鋼框架和高強度鋼材鋼框架循環(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)果和試驗結(jié)果吻合較好；屈服強度變化、極限強度不變將影響鋼框架的單向加載承載力，反之則影響較小；屈服平臺長短會影響鋼框架單向加載承載力的大小，一般鋼框架

5、在達到極限承載力之前的應(yīng)變不會進入硬化階段，如果屈服平臺過短可能使鋼材提前進入應(yīng)變硬化階段，但對鋼框架的承載力影響不大；鋼材強化模量對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)果和試驗結(jié)果吻合較好；屈強比提高，鋼框架循環(huán)加載下的耗能能力變小；高強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