【摘 要】
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高强钢以其自重轻、材料强度高等优点,近年来在工程中尤其是框架结构中得到广泛应用,在保证结构整体稳定的前提下,H形截面高强钢柱压弯构件在往复水平荷载作用下容易发生局部屈曲从而导致结构破坏。当截面较为开展时,局部屈曲会更容易发生,导致构件发生严重的承载力和刚度的退化。本文以Q690高强钢焊接H形截面构件为研究对象,对其在往复水平荷载作用下绕强轴和弱轴压弯的滞回性能进行研究。首先总结了现行规范的截面分类
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高强钢以其自重轻、材料强度高等优点,近年来在工程中尤其是框架结构中得到广泛应用,在保证结构整体稳定的前提下,H形截面高强钢柱压弯构件在往复水平荷载作用下容易发生局部屈曲从而导致结构破坏。当截面较为开展时,局部屈曲会更容易发生,导致构件发生严重的承载力和刚度的退化。本文以Q690高强钢焊接H形截面构件为研究对象,对其在往复水平荷载作用下绕强轴和弱轴压弯的滞回性能进行研究。首先总结了现行规范的截面分类准则,对高强钢构件滞回性能的相关研究进行了综述,总结了现有研究的不足之处。之后介绍了 2组各4个不同宽厚比和轴压比组配的Q690高强钢焊接H形截面构件在常轴力下分别绕强轴和弱轴的压弯滞回试验,考察了翼缘宽厚比、腹板宽厚比和轴压比对试件绕不同主轴压弯滞回性能的影响,包括滞回曲线、截面塑性发展系数、延性系数、骨架曲线、耗能能力等。在试验中详细记录试件的各种现象并对试验数据进行了详细分析;同时考察了二阶弯矩对构件绕不同主轴压弯滞回的影响程度。结果显示绕强轴压弯构件的破坏模式为柱底翼缘和腹板的局部屈曲,绕弱轴压弯构件的破坏模式为翼缘的局部屈曲;试件在达到极限承载力时均已经达到塑性,试件具有一定的塑性转动能力;构件在绕强轴压弯试验和绕弱轴压弯试验时翼缘宽厚比和轴压比对构件的滞回能力有重要影响。然后采用通用有限元分析软件ABAQUS建立了考虑初始几何缺陷和残余应力的有限元分析模型,并将有限元分析结果与试件绕不同主轴压弯的试验结果进行比较,结果显示有限元模型可以较好地模拟试件的破坏模式和相应的滞回曲线,验证了模型的准确性,为后续的参数分析提供了基础。基于验证的有限元模型,分析了 147个绕强轴压弯和75个绕弱轴压弯的大宽厚比Q690高强钢H形截面构件,研究翼缘宽厚比、腹板宽厚比和轴压比三个参数对构件滞回性能的影响,并利用计算结果拟合得到截面塑性发展系数和极限位移角的相关计算公式。最后,总结了本文的研究内容,并指出了下一步的研究方向。
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