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q460高强钢焊接T形截面纵向残余应力分布

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焊接学报 2023年第8期44卷 63-73,I0007页

作者：熊晓莉卢娅囡卢梦丹管欣旺李璐河南工业大学郑州450001

采用分割法测量了4个q460高强钢焊接T形截面的纵向残余应力分布;借助通用有限元程序ANSYS,采用热-结构耦合分析方法模拟钢板的切割和焊接过程,将数值模拟获得的纵向残余应力与试验值进行对比,从而验证有限元分析过程的正确性;基于有限... 详细信息

采用分割法测量了4个q460高强钢焊接T形截面的纵向残余应力分布;借助通用有限元程序ANSYS,采用热-结构耦合分析方法模拟钢板的切割和焊接过程,将数值模拟获得的纵向残余应力与试验值进行对比,从而验证有限元分析过程的正确性;基于有限元方法获得更多不同截面尺寸的q460高强钢焊接T形截面纵向残余应力分布,对丰富的数据进行汇总分析,重点研究板件宽厚比和板厚对残余应力大小及分布的影响.结果表明,残余拉应力分布在焊缝周边区域、翼缘和腹板外伸端,残余压应力则分布在翼缘外伸段中部及腹板中部区域;残余拉应力与板件宽厚比和板厚均无关,残余压应力与板件宽厚比和板厚成反比;翼缘和腹板的残余应力均达到自平衡.提出的q460高强钢焊接T形截面纵向残余应力分布模型,可为后续钢压杆的整体稳定承载力数值分析提供重要参考.

关键词： q460高强钢焊接T形截面纵向残余应力分割法热-结构耦合分析

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q460高强钢管环形对接焊缝残余应力分析

太原理工大学学报 2024年

作者：王世杰郭琪闫月勤张凤仙李海旺太原理工大学土木工程学院山西五建集团有限公司

焊接残余应力会降低结构的疲劳强度、稳定性和刚度，其大小和分布直接影响结构的服役状态；高强钢屈强比大、强度储备低，在焊接残余应力的影响下，面临更加严峻的安全挑战。本文基于试验验证了双椭球热源方法分析q460高强钢对接焊缝残... 详细信息

焊接残余应力会降低结构的疲劳强度、稳定性和刚度，其大小和分布直接影响结构的服役状态；高强钢屈强比大、强度储备低，在焊接残余应力的影响下，面临更加严峻的安全挑战。本文基于试验验证了双椭球热源方法分析q460高强钢对接焊缝残余应力的可行性和准确性，在此基础上，参数化分析了曲率（k）、壁厚（t）以及径厚比（d/t）等设计参数对q460弯曲钢管焊接残余应力峰值和分布的影响规律。结果表明，在环向应力方面，残余拉应力峰值随曲率、径厚比和壁厚线性增大；在轴向应力方面，残余拉应力峰值随壁厚和曲率增大，随径厚比减小。钢管曲率k还引起了轴向残余拉应力次峰值的出现，次峰值的出现扩大了残余应力的影响范围，导致焊接热影响区范围扩大了约50%。建议大直径管件应用时曲率控制在1/20000以内，壁厚宜小于25mm。

关键词： q460高强钢环形对接焊缝残余应力曲率

q460高强钢单轴对称焊接工字形截面双跨连续梁整体稳定性能研究

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Q460高强钢单轴对称焊接工字形截面双跨连续梁整体稳定性能研究

作者：魏君明东北林业大学

学位级别：硕士

随着钢材冶炼与加工技术的不断提高,屈服强度大于等于460MPa的高强度钢材被广泛应用于建筑工程领域。我国的设计规范随之跟进,于2020年颁布了针对高强钢编写的《高强钢结构设计标准》(JGJ/T483-2020)。但是在关于计算高强钢双跨连续梁... 详细信息

随着钢材冶炼与加工技术的不断提高,屈服强度大于等于460MPa的高强度钢材被广泛应用于建筑工程领域。我国的设计规范随之跟进,于2020年颁布了针对高强钢编写的《高强钢结构设计标准》(JGJ/T483-2020)。但是在关于计算高强钢双跨连续梁整体稳定承载力的部分,该规范没有给出双跨连续梁的弹性临界弯矩计算公式。目前国内外关于q460高强度钢工字型截面双跨连续梁的稳定性的研究集中在双轴对称截面,针对单轴对称截面的试验研究较为罕见。为此,对q460高强钢的单轴对称工字型截面双跨连续梁的整体稳定性能进行了试验研究和有限元分析。主要的研究工作如下:(1)采用截面法测定q460高强钢工字形截面的焊接残余应力,得到了“双轴对称”、“上翼缘加厚”和“上翼缘加宽”三种不同截面形式的焊接残余应力分布。对以上3组不同截面形式的9个q460高强钢焊接工字形截面双跨连续梁进行了两跨跨中同时施加竖直向下集中荷载的静力加载试验,结果表明试验梁均发生了整体失稳破坏,加强上翼缘的双跨连续梁整体稳定承载力相比于双轴对称截面的双跨连续梁提升较大;并且随着跨度比的增大,双跨连续梁的整体稳定承载力逐渐降低。(2)利用ANSYS软件,对所有试验梁进行了仿真模拟。通过有限元分析,得到了试验梁的破坏模式、跨中荷载-位移曲线及整体稳定承载力,并与试验数据进行了比较,结果表明该模型与试验吻合较好。使用该有限元模型进行了大量的参数分析,研究了截面尺寸、跨度比、荷载作用点以及荷载形式等因素对此类构件整体稳定承载力的影响。(3)将《钢结构设计标准》(GB50017-2017)规定的简支梁弹性临界弯矩计算方法与参数分析结果进行综合考虑,对双跨连续梁的弹性临界弯矩计算公式进行拟合。基于《高强钢结构设计标准》(JGJ/T483-2020),将拟合所得计算公式代入,并将计算值与试验实测值和参数分析结果进行了比较,表明计算公式符合规范要求。

关键词： q460高强钢单轴对称截面双跨连续梁整体稳定性能设计方法

q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁整体稳定性能与设计方法研究

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Q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁整体稳定性能与设计方法研究

作者：杨吉强东北林业大学

学位级别：硕士

目前对于高强钢受弯构件的研究主要集中在简支梁和双跨连续梁,关于高强钢伸臂梁的研究鲜见报道。着眼于高强钢相比普通钢的卓越优点和广泛应用前景,本文对q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁的整体稳定性能及其设计方法进行研究,以完善现... 详细信息

目前对于高强钢受弯构件的研究主要集中在简支梁和双跨连续梁,关于高强钢伸臂梁的研究鲜见报道。着眼于高强钢相比普通钢的卓越优点和广泛应用前景,本文对q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁的整体稳定性能及其设计方法进行研究,以完善现行规范的相关设计。对不同截面形式和悬伸跨度比的9根悬伸梁进行了集中荷载作用下的试验研究。试验前预先对试件的初始几何缺陷和残余应力进行了测量。试验结果表明,当试件的失稳控制截面位于简支跨时,试件的整体稳定承载力随悬伸跨度比的增大而降低;与悬伸跨度比相比,加强试件上翼缘对悬伸梁整体稳定承载力的影响更为显著。随后,采用有限元分析软件对带有实测初始几何缺陷和残余应力分布的试件进行有限元建模分析,分析结果表明,有限元模型可以准确模拟试验。基于验证的有限元分析模型进行参数分析,以确定不同因素对q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁的整体稳定承载力的影响规律。基于有限元特征值分析结果和钢结构设计标准(GB50017-2017)中规定的相应简支梁弹性临界弯矩计算公式,通过回归分析得到悬伸梁弹性临界弯矩的计算公式。基于试验结果以及有限元参数分析结果,提出了q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁整体稳定的设计方法。此外,依据建筑结构可靠性设计统一标准(GB50068-2018)对提出的q460高强钢焊接工字形截面悬伸梁极限弯矩设计公式进行可靠度分析,检验了其计算此类梁极限弯矩的可行性。

关键词： q460高强钢悬伸梁整体稳定性弹性临界弯矩极限弯矩

q460高强钢焊接工字形截面简支梁整体稳定性能与设计方法研究

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建筑结构学报 2021年第11期42卷 61-70页

作者：赵金友李晶王钧高攀上海应用技术大学城市建设与安全工程学院上海201418 东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040

为研究q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定性能,对跨中无侧向支撑的3个双轴对称和6个单轴对称焊接工字形截面简支梁进行了整体弯扭屈曲试验。实测了试件的截面残余应力和初始几何缺陷,并分析其整体弯扭屈曲变形特征和稳定承载力... 详细信息

为研究q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定性能,对跨中无侧向支撑的3个双轴对称和6个单轴对称焊接工字形截面简支梁进行了整体弯扭屈曲试验。实测了试件的截面残余应力和初始几何缺陷,并分析其整体弯扭屈曲变形特征和稳定承载力。建立考虑残余应力和初始几何缺陷的有限元模型对简支梁受力进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,基于试验验证的有限元模型计算了大量不同截面尺寸和跨度的q460高强钢焊接工字形截面简支梁的整体稳定承载力。将试验和有限元参数分析结果与GB 50017—2017《钢结构设计标准》、JGJ/T 483—2020《高强钢结构设计标准》、欧洲规范EN 1993-2005和美国规范ANSI/AISC 360-2016的简支梁整体稳定系数公式的计算结果进行比较,结果表明GB 50017—2017和ANSI/AISC 360-2016的计算结果偏于不安全,EN 1993-2005的计算结果过于保守,JGJ/T 483—2020的计算结果偏于安全且最为接近。最后,在JGJ/T 483—2020的简支梁整体稳定系数计算公式基础上引入增大系数,并根据截面高宽比的不同,取用不同的长细比指数对该公式予以修正,修正后的公式更适用于q460高强钢焊接工字形截面简支梁的设计计算。

关键词： q460高强钢焊接工字形截面简支梁整体稳定设计方法

q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能研究

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建筑结构学报 2013年第1期34卷 22-29页

作者：班慧勇施刚石永久王元清清华大学土木工程系北京100084

为研究高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性能,对5个国产q460钢材焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究。试验对试件的几何初弯曲、荷载初偏心以及截面的纵向残余应力分布均进行了测量。基于试验结果,分析了该类钢柱的失稳破坏形态和... 详细信息

为研究高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性能,对5个国产q460钢材焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究。试验对试件的几何初弯曲、荷载初偏心以及截面的纵向残余应力分布均进行了测量。基于试验结果,分析了该类钢柱的失稳破坏形态和整体稳定承载力,建立了有限元分析模型并对试验结果进行模拟计算。研究结果表明:试件破坏模态均为整体弯曲失稳形态,大部分试件稳定承载力高于规范设计值;有限元分析模型能够准确地考虑几何初始缺陷和残余应力的影响,计算结果与试验结果吻合良好;通过与国内外钢结构设计规范的对比,提出了国产q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定设计的建议方法,即可以统一采用我国或欧洲规范的b类曲线进行设计,而不需要按板件宽厚比大小进行分类。

关键词：焊接箱形轴压柱 q460高强钢静力试验有限元分析整体稳定

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q460高强钢单调与反复加载性能试验研究

建筑结构学报 2013年第1期34卷 30-35页

作者：孙飞飞谢黎明崔嵬李国强陈素文王彦博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

通过对q460高强钢进行单向拉伸与反复加载下材料性能试验,得到了各试件单调拉伸和反复加载下的应力-应变关系曲线,以及反复加载下的骨架曲线,并将试验结果与文献研究结果进行了对比。试验结果表明:单向拉伸材性试验中,11 mm厚q460C高强... 详细信息

通过对q460高强钢进行单向拉伸与反复加载下材料性能试验,得到了各试件单调拉伸和反复加载下的应力-应变关系曲线,以及反复加载下的骨架曲线,并将试验结果与文献研究结果进行了对比。试验结果表明:单向拉伸材性试验中,11 mm厚q460C高强钢板的平均断后伸长率为23.7%,屈强比为0.847;21 mm厚钢板的平均断后伸长率为30.4%,屈强比为0.792;q460钢的循环硬化程度比q345钢明显减弱,主要原因是随着钢材强度的提高,钢材的屈强比增大,钢材的应变强化效应减小。根据钢材反复加载的滞回曲线,提出了q460高强钢材的应力-应变滞回模型,用该模型计算得到的关系曲线与试验曲线对比,两者吻合较好。

关键词： q460高强钢材料性能拉伸试验反复加载滞回模型

高温自然冷却后q460高强钢高强度螺栓受剪连接力学性能试验研究

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建筑结构 2023年第14期53卷 153-158页

作者：朱立张春涛王汝恒陈光鹏西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621010

为了评估q460高强钢高强度螺栓受剪连接高温自然冷却后的力学性能,采用电炉对受剪连接试件加热至目标温度后再自然冷却至常温,通过拉伸试验研究了过火温度、过火处理方法对受剪连接试件力学性能的影响。结果表明:不同的过火温度和过火... 详细信息

为了评估q460高强钢高强度螺栓受剪连接高温自然冷却后的力学性能,采用电炉对受剪连接试件加热至目标温度后再自然冷却至常温,通过拉伸试验研究了过火温度、过火处理方法对受剪连接试件力学性能的影响。结果表明:不同的过火温度和过火处理方法对试件内部的表观特征以及在拉伸试验中的试验现象、板材间和板材与螺栓间的接触状态的影响是不同的;自然组主要是由于高温导致螺栓预紧力减小,而后装组主要是由于高温后板材表面新产生的浮锈引起抗滑移系数改变。不同过火温度和过火处理方法对试件的极限荷载、极限位移和抗拉刚度有很大影响;自然组试件的极限荷载和抗拉刚度总体随着温度的升高而减小,极限位移总体随着温度的升高而增加;后装组试件的极限荷载总体随着温度的升高而减小,而极限位移随着温度的升高而增加,抗拉刚度与常温试件基本一致。试件在高温自然冷却后表现出了较好的延性,试件的破坏形态均为其中一侧芯板外侧螺栓孔处净截面拉断。

关键词： q460高强钢受剪连接高温自然冷却极限荷载破坏模式

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q460高强钢焊接工形截面梁整体稳定分析

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2014年第5期46卷 651-659页

作者：杨应华张振彬西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

q460高强钢焊接梁的残余应力与普通钢焊接梁差别较大,其稳定承载力将与普通钢梁有较大差别,普通钢梁的稳定系数也就难于直接应用于高强钢受弯构件.论文选用了六种截面形式、三种荷载类型以及40-240之间的长细比,应用ANSYS有限元对q460... 详细信息

q460高强钢焊接梁的残余应力与普通钢焊接梁差别较大,其稳定承载力将与普通钢梁有较大差别,普通钢梁的稳定系数也就难于直接应用于高强钢受弯构件.论文选用了六种截面形式、三种荷载类型以及40-240之间的长细比,应用ANSYS有限元对q460高强钢焊接工形截面梁的整体稳定性能进行了较全面的分析.研究表明,q460高强钢焊接梁的稳定承载力较普通钢焊接梁有较大提高,为此论文提出了针对q460高强钢焊接梁稳定设计计算方法,具有较好的精度,可供工程实际参考。

关键词： q460高强钢焊接工形截面受弯构件整体稳定稳定系数