不銹鋼螺栓高溫本構(gòu)關(guān)系構(gòu)建及其T型連接受力性能研究.pdf

1、不銹鋼作為建筑材料具有外觀優(yōu)美、抗腐蝕性強(qiáng)、生命周期成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，使不銹鋼在建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中具有巨大的潛力。20世紀(jì)90年代以來(lái)，歐洲、澳大利亞和新西蘭以及美國(guó)相繼頒布了不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，僅EC3包含不銹鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗火設(shè)計(jì)條文。我國(guó)對(duì)不銹鋼材料和構(gòu)件的研究相對(duì)滯后，導(dǎo)致不銹鋼設(shè)計(jì)規(guī)程CECS410-2015頒布較晚且內(nèi)容尚不完整，嚴(yán)重阻礙了不銹鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展。
　　本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO.51578

2、092)，對(duì)不銹鋼T型連接常溫下力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)及設(shè)計(jì)參數(shù)研究，完成不銹鋼螺栓的高溫材性試驗(yàn)，并對(duì)不銹鋼T型連接展開高溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析。主要研究?jī)?nèi)容及成果概括如下：
　?、賹?duì)3組（9個(gè)）不銹鋼T型連接試件進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)研究，通過(guò)處理分析試驗(yàn)記錄的荷載位移曲線，得到了各試件的塑性、極限承載力和初始剛度等力學(xué)指標(biāo)，并將試驗(yàn)結(jié)果與歐洲和美國(guó)規(guī)范進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)美歐規(guī)范普遍低估了不銹鋼T型連接的承載力性能；
　　②利用ABAQU

3、S建立經(jīng)驗(yàn)證有效的不銹鋼T型連接的有限元模型，圍繞翼緣板厚、翼緣板寬、螺栓直徑和邊距系數(shù)等因素展開參數(shù)分析，探討各因素對(duì)不銹鋼T型節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響規(guī)律，并將有限元結(jié)果與EC3的建議設(shè)計(jì)方法進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)翼緣板寬對(duì)不銹鋼T型連接的力學(xué)性能影響較小；
　　③完成A4-70和A4-80級(jí)不銹鋼螺栓的高溫力學(xué)性能試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)規(guī)范和試驗(yàn)進(jìn)行比較并提出各力學(xué)指標(biāo)隨溫度變化的折減模型，總結(jié)比較各不銹鋼材料本構(gòu)關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并以R

4、amberg-Osgood模型為理論基礎(chǔ)提出了兩種強(qiáng)度等級(jí)不銹鋼螺栓的高溫本構(gòu)關(guān)系模型，且與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好；
　?、芑诓讳P鋼螺栓高溫材性和不銹鋼T型連接常溫靜載試驗(yàn)，對(duì)不銹鋼T型節(jié)點(diǎn)展開高溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)耦合分析，探討了其高溫承載力、變形以及耐火性能。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　①首次通過(guò)試驗(yàn)和參數(shù)分析研究了不銹鋼T型連接的承載力和變形性能；
　?、谑状瓮ㄟ^(guò)試驗(yàn)研究獲得了A4-70和A4-80級(jí)不銹鋼螺栓的高溫力