犙460高强钢焊接犎形柱轴心受压极限承载力参数分析

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1、第１５卷第５期建筑钢结构进展Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．５２０１３年１０月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｅｅｌＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＯｃｔ．２０１３犙４６０高强钢焊接犎形柱轴心受压极限承载力参数分析王彦博１，李国强２，陈素文２，孙飞飞２（１．同济大学土木工程学院，上海２０００９２；２．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海２０００９２）摘要：为了研究现行钢结构设计规范是否仍适用于高强钢中厚板焊接Ｈ形柱的设计，采用数值积分法与有限单元法对Ｑ４６０钢轴心受压柱的极限承载力进行了参数分析。试件的主要参数分别为翼

2、缘宽厚比（３．４～７．０）与柱长细比（１０～１３０）。数值积分法计算采用作者编制的电算程序，并与通用有限元程序ＡＮＳＹＳ的计算结果进行了对比。数值模型考虑了１／１０００柱长的初始弯曲及相应截面的残余应力分布简化模型。计算结果表明：考虑相同初始缺陷的有限单元法与数值积分法所得计算结果吻合较好；Ｑ４６０高强钢焰割边焊接Ｈ形柱与普通强度钢柱相比，其极限承载力对初始几何缺陷的敏感性降低，柱的稳定系数有所提高。通过对比参数分析结果与现行规范，发现当翼缘宽厚比不小于７时，中厚板Ｑ４６０高强钢焰割边焊接Ｈ形柱绕弱轴稳定

3、系数仍可沿用《钢结构设计规范》（ＧＢ５００１７—２００３）中ｂ类截面柱子曲线；当翼缘宽厚比小于７时，应采用ｃ类截面柱子曲线。关键词：高强钢；焰割边；焊接Ｈ形柱；轴心受压；极限承载力；参数分析中图分类号：ＴＵ３９１，ＴＵ３１１．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－９３７９（２０１３）０５－０００８－０６ＰａｒａｍｅｔｒｉｃＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＵｌｔｉｍａｔｅＬｏａｄＢｅａｒｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＱ４６０ＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈＳｔｅｅｌＨＳｈａｐｅｄＣｏｌｕｍｎｓｕｎｄｅｒＡｘｉａｌＣｏｍｐｒｅｓｓ

4、ｉｏｎ１，犔犐犌狌狅狇犻犪狀犵２，犆犎犈犖犛狌狑犲狀２，犛犝犖犉犲犻犳犲犻２犠犃犖犌犢犪狀犫狅（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＤｉｓａｓｔｅｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）ＷＡＮＧＹａｎｂｏ：２ｙｂｗａｎｇ＠ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ犃犫狊狋狉犪犮狋

5、：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆＨｓｈａｐｅｄｃｏｌｕｍｎｓｍａｄｅｏｆＱ４６０ｓｔｅｅｌｕｎｄｅｒａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｓｉｇｎｃｏｄｅｓｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｃｏｌｕｍｎｓ，ｓｕｃｈａｓＱ４６０ｓｔｅｅｌ

6、．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｙａｒｅｗｉｄｔｈｔｏｔｈｉｃｋｎｅｓｓｒａｔｉｏｏｆｆｌａｎｇｅ（３．４ｔｏ７．０）ａｎｄｓｌｅｎｄｅｒｎｅｓｓｏｆｃｏｌｕｍｎ（１０ｔｏ１３０），ａｎｄｂｏｔｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ（ＡＮＳＹＳ）ｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｂａｓｅｄｏｎｎｕｍ

7、ｅｒｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＮＩＭ），ａｎｄｉｔａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒｉｎｉｔｉａｌｇｅｏｍｅｔｒｉｃｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｓ，ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ，ａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅｃｏｌｕｍｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍＮＩＭｍｏｄｅｌｈａｖｅａｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｗｈ

8、ｅｎｗｉｄｔｈｔｏｔｈｉｃｋｎｅｓｓｒａｔｉｏｏｆｆｌａｎｇｅｐｌａｔｅｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎ７，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＱ４６０ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｃｏｌｕｍｎｓｃａｎｆｏｌｌｏｗＣｕｒｖｅｂｆｏｒｏｒｄｉｎａｒｙｓｔｅｅｌｃｏｌｕｍｎｓｓｐｅｃｉｆｉｅｄｉｎＧＢ５００１７—２００３．Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ＣｕｒｖｅｃｓｐｅｃｉｆｉｅｄｉｎＧＢ５００１７—２００３ｓｈｏｕｌｄｂｅａｄｏｐｔｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱