發(fā)布時間：2020-11-06 13:37

　　 高強鋼由于其高強輕質,更好的塑形和韌性等特點,在大跨度、大空間的工程結構中具有天然的優(yōu)勢。但是,高強鋼相比普通強度鋼材也存在本質上的劣勢,如屈服平臺的縮減,屈服點不明顯,屈強比過高等等,使得高強鋼在結構延性的設計中難以發(fā)揮作用。對于受彎構件而言,延性是一項非常重要的評價指標�，F(xiàn)行抗震設計規(guī)范規(guī)定,結構在罕遇地震作用下,應備良好的變形能力和耗散地震能量的能力,也就是結構或構件必須具有一定的延性來抵抗地震等強烈荷載的沖擊。本文主要研究的是名義屈服強度為690MPa的高強鋼H形截面受彎構件的轉動能力和極限承載力。在有足夠側向支撐布置的情況下,一共有10根高強鋼H形截面梁在跨中受集中荷載,最后均發(fā)生非彈性破壞。構件的截面設計考慮了美國鋼結構設計規(guī)范和歐洲鋼結構設計規(guī)范對截面種類的劃分,以研究不同截面類型的抗彎性能和轉動能力。轉動能力值由梁端轉角表示,本文梁端轉角采用了三種方法進行測量。在試驗過程中,數(shù)字散斑技術(DSCM)被采納進來,拍攝了全部構件的腹板局部屈曲現(xiàn)象,經分析后,跨中腹板的局部屈曲起始點和擴展范圍得到了進一步體現(xiàn)。為了了解受彎過程中受壓翼緣的局部屈曲特性,在受壓翼緣靠近跨中位置粘貼了應變片以測量翼緣的曲率變化。同時,基于有限元軟件ABAQUS一個三維殼單元模型建立起來,考慮了實測的材料應力-應變關系和構件的初始缺陷(初偏心和初彎曲)。有限元的計算結果表明,試驗和有限元分析的結果吻合良好�；�于這個有效的有限元模型,本文展開了關于截面尺寸、構件長細比、板件長細比等的參數(shù)化分析,充分研究了這些參數(shù)對于高強鋼受彎構件的抗彎承載力和轉動能力的影響。最后,試驗結果和有限元分析結果都和中國的《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003、美國的鋼結構設計規(guī)范AISC360-10(2010)和公路橋梁設計規(guī)范AASHTO LRFD(2004),歐洲的鋼結構設計規(guī)范EC3(2005)計算結果進行對比。對比結果顯示針對國產Q690高強鋼受彎構件的正則化翼緣寬厚比和腹板高厚比應分別控制在9和50,才能夠使受彎構件的轉動能力達到國際標準3.0以上。本文創(chuàng)新點如下:(1)通過試驗研究了Q690高強鋼焊接H形梁在跨中單點荷載作用下的抗彎承載力和轉動能力;(2)通過試驗研究分析Q690高強鋼梁延性的具體參數(shù)和影響程度;(3)通過試驗研究和有限元分析提出了適用于Q690高強鋼梁延性發(fā)展的翼緣和腹板寬厚比限值。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU391
【部分圖文】：

圖 1.1 Moon 對波紋腹板的研究[33]Fig. 1.1 Reserch of corrugated web by Moon[33]圖 1.2 Tanaka 對高強鋼組合梁的研究[34]Fig. 1.2 Reserch of high strength steel composite beam by Tanaka[34]

圖 1.2 Tanaka 對高強鋼組合梁的研究[34]Fig. 1.2 Reserch of high strength steel composite beam by Tanaka[34]2010 年以來，各國對高強鋼梁的轉動能力和非彈性屈曲模態(tài)下的承載力表現(xiàn)得更為關注。Lee[35]對連續(xù)跨工字形梁在負彎矩作用下的轉動能力進行了細致的研究并引進一個新的參數(shù) α=My/Mp，且分析得到， 在 0.8~0.85 之間梁的轉動性能最佳，而且通過有限元分析了屈服強度達到 680MPa 的高強鋼受彎構件在有側向支撐狀態(tài)下的轉動能力，雖然無論如何，梁的轉動能力 R 都不能達到 3，但是側向支撐布置合理能明顯提高其延性。韓國的 Cheol-HoLee[36]為了確定 AISC 的翼緣局部屈服準則是否可用于名義屈服強度 800MPa 的高強鋼梁，共進行了 16 組高強鋼梁的加載試驗，充分分析了翼緣寬厚比，彎矩梯度，加勁肋和橫向支撐對梁穩(wěn)定性和轉動能力的影響。2012 年 Gioncu[37]提出了一些建議方法，將塑性坍塌機理方法引入到寬翼緣受彎構件的轉動能力計算中。他們描述了在試驗中觀察到的鋼材單元的非彈性變形現(xiàn)象。基于受彎構件局部屈曲模態(tài)形成的塑性區(qū)和屈服線，一些坍塌機制和設計方

圖 1.4 電子散斑布置區(qū)[55Fig. 1.4 Layout of electronic spe1.5 工字型混凝土梁抗剪試驗散t of I-shaped shear-critical prestre意義
【參考文獻】

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1 李國強;王彥博;陳素文;孫飛飛;;高強度結構鋼研究現(xiàn)狀及其在抗震設防區(qū)應用問題[J];建筑結構學報;2013年01期

2 段蘭;張亮;王春生;鄭麗;;高強度工字鋼梁抗彎性能試驗[J];長安大學學報(自然科學版);2012年06期

3 施剛;班慧勇;Bijlaard F.S.K.;石永久;王元清;;端部帶約束的超高強度鋼材受壓構件整體穩(wěn)定受力性能[J];土木工程學報;2011年10期

4 高磊;孫宏才;徐關堯;戚亮;;高強鋼薄壁箱形截面梁穩(wěn)定性研究[J];建筑結構;2010年06期

5 聶建國;李紅有;唐亮;;高強鋼-混凝土組合梁受彎性能試驗研究[J];建筑結構學報;2009年02期

6 王春生;宋天詣;馮亞成;徐岳;;高強鋼-混凝土組合梁受力性能分析[J];交通運輸工程學報;2008年02期

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2 王賽博;基于試驗的Q460GJ鋼焊接H形梁整體穩(wěn)定性及設計參數(shù)研究[D];重慶大學;2016年

3 葛軍;基于試驗的高強鋼—混凝土組合梁計算理論研究和有限元分析[D];合肥工業(yè)大學;2010年

4 郭勇;遠距離數(shù)字散斑相關測量系統(tǒng)的研制與在結構工程中的應用[D];浙江大學;2004年

本文編號：2873205