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建筑结构学报 2020年第6期41卷 215-222页

作者：宁克洋杨璐班慧勇孙亦男北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心北京100124 清华大学土木工程系北京100084 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为了研究不锈钢焊接h形截面柱的滞回性能,对10个不锈钢焊接h形截面柱进行了循环加载试验,分析了轴压比、翼缘宽厚比和腹板宽厚比对试件的破坏形态、承载力、耗能能力、塑性发展能力和延性的影响。结果表明:所有不锈钢焊接h形截面柱试件... 详细信息

为了研究不锈钢焊接h形截面柱的滞回性能,对10个不锈钢焊接h形截面柱进行了循环加载试验,分析了轴压比、翼缘宽厚比和腹板宽厚比对试件的破坏形态、承载力、耗能能力、塑性发展能力和延性的影响。结果表明:所有不锈钢焊接h形截面柱试件的破坏过程均为翼缘首先发生局部屈曲变形,然后腹板发生局部屈曲变形,屈曲变形形状均呈半正弦波状;板件宽厚比越大,试件达到破坏时的位移级和等效黏滞阻尼系数越小,位移延性系数和塑性发展系数越小,承载力退化越快;轴压比对试件的抗震性能影响显著,其影响规律与板件宽厚比的相似。对于不锈钢结构的抗震设计,建议在规定h形截面柱宽厚比限值时考虑轴压的影响。

关键词： h形截面柱不锈钢宽厚比轴压比拟静力试验滞回性能

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Q460C高强度钢柱滞回性能有限元分析

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建筑结构学报 2013年第3期34卷 87-92页

作者：李国强王彦博陈素文崔嵬同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

为进一步研究Q460C高强度钢柱的滞回性能,在已有试验研究的基础上,采用通用有限元分析软件ANSYS建立了数值模型,对Q460C高强度钢材焊接箱形和h形截面柱在常轴力和水平往复荷载作用下的滞回性能进行模拟,并研究了残余应力对高强度钢试件... 详细信息

为进一步研究Q460C高强度钢柱的滞回性能,在已有试验研究的基础上,采用通用有限元分析软件ANSYS建立了数值模型,对Q460C高强度钢材焊接箱形和h形截面柱在常轴力和水平往复荷载作用下的滞回性能进行模拟,并研究了残余应力对高强度钢试件滞回性能的影响。将有限元分析结果与已有试验结果进行对比,两者吻合较好。研究结果表明:采用提出的Q460C高强度结构钢滞回模型进行有限元分析,能较为准确的预测Q460C高强度钢材焊接h形和箱形柱的滞回性能;试件内残余应力对Q460C高强度钢材焊接h形和箱形截面柱的滞回性能影响较小。

关键词： Q460C高强度结构钢箱形截面柱 h形截面柱有限元分析滞回性能

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h形截面6082-T6铝合金柱轴心受压稳定性能研究

H形截面6082-T6铝合金柱轴心受压稳定性能研究

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作者：支玉莹西安工业大学

学位级别：硕士

铝合金材料具有耐腐蚀、轻质高强、绿色环保以及无磁性等优点,近年来被广泛应用于空间结构和桥梁结构中。在研究铝合金时,构件的稳定性能较为关键。当涉及到土木工程中的结构设计时,轴心受压构件为最基本的结构类型之一。近年来,6082-T... 详细信息

铝合金材料具有耐腐蚀、轻质高强、绿色环保以及无磁性等优点,近年来被广泛应用于空间结构和桥梁结构中。在研究铝合金时,构件的稳定性能较为关键。当涉及到土木工程中的结构设计时,轴心受压构件为最基本的结构类型之一。近年来,6082-T6铝合金作为6XXX系列中的一种新型铝合金,在强度、耐腐蚀性和焊接性能方面优于传统6061-T6铝合金,因此在土木工程领域的应用前景很广泛。为了进一步研究这种新型材料,本文展开了系统的数值模拟和理论研究,以评估6082-T6铝合金轴心受压构件的可靠性能。具体研究内容及成果如下:(1)进行了有限元分析,设置了有限元分析所需的相关参数,包括单元选取、网格划分以及边界条件等,对已有的试验进行模拟,从试件发生失稳的形态及力态角度进行对比分析,结果表明,无论是从形态还是力态的角度,都验证了有限元建模方法的正确性及有限元模型的有效性,可为后续进行铝合金轴心受压构件的分析提供可靠的有限元建模方法。本文研究了国产6082-T6铝合金的三种经典本构模型和实测应力-应变曲线,并比较了 Ramberg-Osgood本构模型中不同计算方法对硬化指数n的影响。通过对比分析发现,6082-T6铝合金的应力-应变曲线与Ramberg-Osgood本构模型相吻合,而Steinhardt建议的硬化指数计算方法能够较好地适用于该材料。(2)通过计算相对长细比λ将试件划分为短、中、长试件,基于可靠的有限元建模方法,对试件进行了数值模拟。模拟结果表明,长度较小的试件(λ≤0.5)发生局部屈曲,中等长度的试件(0.5截面尺寸。分析结果表明,铝合金轴心受压柱的稳定系数会受到初弯曲、材料参数和截面尺寸的变化影响,其中初弯曲对稳定系数的影响较大。长细比不同时,这些因素对构件的稳定系数影响程度均不相同。(3)对各国规范中轴心受压稳定系数的计算方法进行了对比分析,根据本文的有限元模拟结果及参数化分析值提出了基于我国铝合金结构设计规范中稳定系数的精细化计算公式,针对不同长细比的柱子提出了一组稳定系数计算公式,本文使用提出的建议公式计算了轴心受压稳定系数,并将其与现行规范中的计算方法进行了比较。对比可知,本文所得的建议计算公式与有限元模拟结果最为接近,表现出更高的精度和可靠性。

关键词： h形截面柱 6082-T6铝合金轴心受压有限元模拟稳定性能

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不均匀腐蚀后h形截面高强钢柱偏压承载力及可靠性研究

不均匀腐蚀后H形截面高强钢柱偏压承载力及可靠性研究

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作者：李建伟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

与普通钢材相比,高强钢强度显著提高,并且在建筑空间,结构安全以及环境友好等方面具有显著优势。凭借诸多优点,高强钢越来越多地应用于众多大型结构工程中,如鸟巢、水立方、中央电视台总部大楼等。由于钢材的物理化学特性,使其极易与腐... 详细信息

与普通钢材相比,高强钢强度显著提高,并且在建筑空间,结构安全以及环境友好等方面具有显著优势。凭借诸多优点,高强钢越来越多地应用于众多大型结构工程中,如鸟巢、水立方、中央电视台总部大楼等。由于钢材的物理化学特性,使其极易与腐蚀介质发生电化学腐蚀反应,从而导致构件截面尺寸削弱。腐蚀分为均匀腐蚀和不均匀腐蚀,目前的研究中主要考虑均匀腐蚀的影响,但是不均匀腐蚀会导致截面出现集中削弱,相对于均匀腐蚀来说对结构安全危害更为严重。因此,开展不均匀腐蚀对高强钢偏压构件承载力影响规律的研究很有必要。此外,可以开展不均匀腐蚀后高强钢偏压构件抗力不确定性研究,并根据不同荷载特点对后续使用年限内荷载重新取值,从而对在役构件的动态可靠度进行评估。不均匀腐蚀后高强钢构件动态可靠度的评估为其后期使用、维修加固提供参考和借鉴,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要通过有限元分析的方法对不均匀腐蚀后Q690高强钢偏压构件承载性能进行研究,并结合算例提出腐蚀后压弯构件动态可靠性评估步骤,主要内容如下:(1)将复杂的不均匀腐蚀形貌进行合理简化节约计算成本,通过简化形貌模拟钢板的不均匀腐蚀损伤,建立考虑不均匀腐蚀损伤的h形截面柱几何模型。进行Q690钢板材性试验,基于真实的材性数据,考虑初始缺陷与残余应力,采用Ansys软件建立不均匀腐蚀后h形截面Q690高强钢柱有限元模型。(2)针对不均匀腐蚀后h形截面Q690高强钢柱偏压承载力进行参数分析,分别研究体积损失率、腐蚀深度、腐蚀分布位置等腐蚀损伤参数对h形截面Q690高强钢柱偏心受压承载力的影响规律。根据参数分析的结果,得到h形截面Q690高强钢柱在不同腐蚀参数组合下偏压承载力预测公式。(3)研究腐蚀后Q690高强钢结构材料强度、几何参数、计算模式的不确定性,并对在役结构后续使用年限内荷载取值给出建议,建立考虑抗力衰减和荷载取值修正的在役高强钢偏压构件可靠性计算数学模型。(4)结合服役结构动态可靠度评估理论,建立考虑腐蚀作用的在役Q690高强钢结构偏压构件可靠度评估方法,并结合算例给出在役Q690高强钢结构动态可靠度评估步骤,为工程后期使用、维修加固及拆除提供参考。

关键词： h形截面柱不均匀腐蚀偏压承载力高强钢动态可靠度抗力衰减

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