【摘 要】
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高强钢和不锈钢框架结构常参照EN 1993-1-1:2005（欧洲规范）和GB50017-2003（中国规范）进行设计。由于试验研究较少,对铝合金框架结构设计准则和建议也并不充分。本文首次对铝合金,不锈钢和高强度钢框架结构的塑性效应的进行研究。分别使用6061-T4铝合金,S316不锈钢和Q550高强度钢对框架结构进行建模。选择了6061-T4铝合金,因为它具有高强度比,良好的耐腐蚀性,可加工性和
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高强钢和不锈钢框架结构常参照EN 1993-1-1:2005（欧洲规范）和GB50017-2003（中国规范）进行设计。由于试验研究较少,对铝合金框架结构设计准则和建议也并不充分。本文首次对铝合金,不锈钢和高强度钢框架结构的塑性效应的进行研究。分别使用6061-T4铝合金,S316不锈钢和Q550高强度钢对框架结构进行建模。选择了6061-T4铝合金,因为它具有高强度比,良好的耐腐蚀性,可加工性和可焊接性。选择S316不锈钢是因为它们具有改善的性能（例如,腐蚀等）。选择Q550高强度钢是由于其改善的机械性能和耐大气腐蚀性能。为对各类型框架的塑性效应的进行研究,进行了以下工作:（1）根据研究成果,对铝合金,不锈钢和高强度等级中哪些适合该研究的类型进行选用;（2）对比欧洲规范（例如EN 1990-1-1:2005的结构分析设计依据;钢结构的设计:通用规则和建筑物的规则EN1993-1-1:2005;钢结构的设计:不锈钢EN 1993-1-4:2006;铝结构设计:一般结构规则EN 1999-1-1:2007;铝结构设计:一般结构规则EN1999-1-1:2007）和中国规范(例如钢结构设计规范GB50017-2003;铝合金结构设计规范:GB50429-2007;不锈钢结构技术规范（CECS410-2015）,以了解这些设计规范中建议的设计建议;（3）对Wakabayashi等人（1967）进行的一项试验进行验证。实验是四分之一规模的单层单跨和两层单跨Q235钢框架结构。将基于本研究中使用的设计方法的有限元分析结果与实验结果进行了比较。两者结果相差范围在5%内,可以接受;（4）在验证了设计方法之后,研究分析了建模为单层单跨,两层单跨和两层两跨框架的金属框架结构的塑性效应。选择该模型是根据6061-T4铝合金高层建筑框架结构的塑性效应的分析表明,高层建筑的塑性效应较小。（5）使用ABAQUS对各类框架结构进行直接分析,并与二阶弹性分析进行比较;（6）为了获得塑性效果,将外部载荷施加到金属框架结构上。设置载荷以获得0.6至1.20的塑性效应系数,以及获得每个塑性效应系数的塑性效应。根据计算结果,当塑性效应系数<0.9时,Q550高强度钢框架结构的塑性效应为零,因此可以忽略不计。6061-T4铝框架结构具有最高的塑性效应。此外,在所有金属框架结构中,Q550高强度框架结构的塑性效应最低。最后,在所有的金属框架结构中,当塑性系数从0.98增加到1.20时,Q550高强度钢框架结构的塑性效应增加幅度最大。（7）使用相同的模型,载荷条件和截面特性,对欧洲规范和中文规范的单层单跨Q460高强度钢框架结构进行了检验核算。根据分析发现,色谱柱的长细比符合欧洲规范的设计要求,但不满足相关中文规范的设计要求。此外,中国规范下的梁网的有效属性不符合规范的要求。
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