Q690钢焊接工字形截面压弯构件平面内局部-整体相关屈曲研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文Q690钢焊接工字形截面压弯构件平面内局部-整体相关屈曲研究专业：防灾减灾工程及防护工程硕士：于志兵指导老师：申红侠摘要近年来，高强度钢材由于其优越性能被越来越多地应用到现代工程结构当中。相比普通强度钢材钢结构，高强度钢材不仅能够满足当前钢结构工程跨度和高度不断发展的要求，还能够减小钢构件的截面尺寸和面积，从而使得结构自重减轻，地震作用对结构的影响也相应减弱。但同时，由于构件的截面面积和板件厚度的减小，钢结构构件的宽厚比、长细比均有不同程度的增大，甚至超出现有规范的有关限值，这使得高强钢构件的局部稳定和整体稳定问题变

2、得更为严峻。目前，国内外对局部和整体稳定问题的研究多集中在屈服强度小于690MPa的高强钢和普通强度钢材轴心受压构件，而对工程中更为常见的压弯构件研究相对较少。有鉴于此，本文对腹板高厚比超限的Q690钢焊接工字形截面压弯构件相关屈曲承载性能展开研究，主要研究内容如下：（1）首先利用通用有限元软件ANSYS考虑构件初始几何缺陷、残余应力以及几何与材料双非线性的影响建立有限元模型，并通过已有的试验数据验证所建模型的有效性。通过验证后的有限元模型进行参数分析，以研究腹板高厚比、翼缘宽厚比、荷载相对偏心率和构件长细比变化对压弯构件平面内局部-整体相关屈

3、曲承载力的影响。（2）通过对有限元模拟结果进行分析，结果表明：翼缘宽厚比、腹板高厚比、荷载相对偏心率以及构件的长细比对焊接工字形压弯构件局部-整体相关屈曲极限承载力的影响程度不同；随着翼缘宽厚比和腹板高厚比的增大，构件的极限承载力均有不同程度的提高，但是其无量纲承载力则逐渐减小；随着构件长细比的增大，构件的极限承载力和无量纲极限承载力均显著降低。（3）通过对比现有计算压弯构件平面内极限承载力的设计方法，发现均有其局限性。在已有的相关屈曲极限承载力计算公式的基础上，引入相关稳定影响系数，并通过多参数回归分析建立了该系数与翼缘宽厚比、腹板高厚比、荷

4、载相对偏心率以及构件的长细比的计算公式。并将修正后公式计算结果同有限元计算结果对比，结果表明该修正公式能够适用于腹板高厚比超限的Q690钢工字形截面压弯构件的相关屈曲极限承载力计算，该成果能为我国高强钢结构的设计和分析提供一定参考。西安建筑科技大学硕士学位论文关键词：高强钢；焊接工字形截面；压弯构件；平面内稳定；相关稳定影响系数；局部-整体相关屈曲；极限承载力西安建筑科技大学硕士学位论文Studyonlocal-overallinteractionbucklingplaneofQ690highstrengthsteelweldedI-secti

5、onbeam-columnsSpecialty:DisasterPrevention&ReductionEngineeringandProtectiveEngineeringName:YuZhiBingInstructor:ShenHongXiaAbstractInrecentyears,Highstrengthsteelhasbeenappliedtomodernengineeringstructureduetoitssuperiorperformance.Comparedwithordinarystrengthsteelstructures

6、teel,highstrengthsteelcannotonlymeetthecurrentspansteelstructureengineeringandthedemandofthecontinuousdevelopmentoftheheight,canalsoreducethesectionsizeofsteelmembersandarea,reduceweight,makingthestructureseismicactioneffectsonstructurealsodecreasedaccordingly.Butatthesameti

7、me,duetothecomponentofthecrosssectionareaandthedecreaseofthethickness,panelisgenerousratio,slendernessratioofsteelstructurecomponentshavedifferentdegreesofincrease,evenbeyondtherelevantlimitofexistingspecifications,highstrengthsteelcomponentswhichmakesthelocalstabilityandglo

8、balstabilityproblembecomesmoreserious.Atpresent,thestudyoflocalandwholestab