不銹鋼C型截面短柱有效截面計(jì)算方法理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)建筑外觀要求越來(lái)越高。不銹鋼以其良好的力學(xué)性能、完美的表面裝飾性、超強(qiáng)的耐腐蝕性，在建筑領(lǐng)域越來(lái)越受到建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的青睞。目前我國(guó)對(duì)不銹鋼材料力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能研究尚不深入，尚未形成一本設(shè)計(jì)規(guī)范用來(lái)指導(dǎo)不銹鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本文基于上述背景對(duì)不銹鋼冷彎卷邊C型截面短柱有效截面計(jì)算方法進(jìn)行了深入的研究。
　　 本文在搜集且分析國(guó)內(nèi)外有效截面的各種計(jì)算方法基礎(chǔ)上，對(duì)三本設(shè)計(jì)規(guī)范(《美國(guó)冷成形不銹

2、鋼設(shè)計(jì)規(guī)范》(SEI/ASCE8-02)、《歐洲不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(EN1993-1-4:2006)和我國(guó)的《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50018-2002))中板件的有效寬度計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比，并將三本規(guī)范對(duì)不銹鋼的適用性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，三本規(guī)范中板件有效寬度計(jì)算方法均不能較好反應(yīng)不銹鋼材料的特性，不銹鋼板件有效截面計(jì)算理論尚需進(jìn)一步研究。
　　 基于國(guó)產(chǎn)的不銹鋼材料S30408，本文分別開(kāi)展了16個(gè)不銹鋼試件材

3、料力學(xué)性能試驗(yàn)、12根軸心受壓和28根偏心受壓卷邊C型截面短柱試驗(yàn)。材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表明:修正的兩階段Ramberg-Osgood材料模型能夠很好地模擬不銹鋼材料的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，只是硬化系數(shù)尚需修正;冷加工后的不銹鋼材料強(qiáng)度有明顯的提高。短柱試驗(yàn)得到了短柱受壓的破壞現(xiàn)象、應(yīng)變變化曲線、荷載位移曲線、極限承載力值，并將試驗(yàn)得到的短柱極限承載力與三本規(guī)范計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明:規(guī)范的計(jì)算值明顯小于試驗(yàn)值，且兩者之間的差值隨著

4、板件的柔度系數(shù)增大而呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。
　　 采用有限元軟件ANSYS對(duì)文中不銹鋼C型截面短柱軸心受壓與偏心受壓過(guò)程進(jìn)行了模擬分析，結(jié)果表明:采用材料力學(xué)性能試驗(yàn)獲得的材料力學(xué)性能指標(biāo)和合理的分析模型后，本文的有限元模型能夠較準(zhǔn)確地反映不銹鋼受壓構(gòu)件真實(shí)的受力性能。通過(guò)有限元軟件對(duì)影響不銹鋼軸心受壓與偏心受壓短柱有效截面的主要因素進(jìn)行了參數(shù)化分析，發(fā)現(xiàn)短柱材料屈服強(qiáng)度、硬化系數(shù)和初始缺陷對(duì)短柱有效截面影響很小，而截面尺寸變化與轉(zhuǎn)角