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960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法
  • ISSN号:1674-2974
  • 期刊名称:《湖南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU391[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:土木工程安全与耐久教育部重点实验室,清华大学土木工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51478244),国家自然科学基金优秀青年基金资助项目(51522806)
中文摘要:

为研究960MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.

英文摘要:

In order to examine the local buckling behavior of 960 MPa (yield strength standard) high strength steel (HSS) columns under axial compression, finite element models were developed by using the finite element (FE) software, ANSYS. Local buckling of four welded box section and four welded I-section columns under axial compression considering the initial geometric imperfections and welding-induced residual stresses was investigated. The FE model was then verified by comparing the ultimate bearing capacity and bearing capacity governed by local buckling of the existing test results. Using the validated FE modeling approach, parametric analyses were conducted on the local buckling behavior of 960 MPa HSS box section and I-section columns under axial compression. Moreover, the FE analysis results and the existing test results summarized in this paper were compared with the design curves in Chinese, American and European codes. It is found that the FE model established in this paper can accurately simulate the local buckling behavior of 960 MPa HSS columns under axial compression. The initial geometric imperfection and the residual stress have little influence on the ultimate stress of 960 MPa HSS columns, but exhibit a great influence on the local buckling stress. Compared with the design methods in the Chinese, American and European codes, the new design formulae proposed in this paper were recommended for the design of the local buckling stress and post-buckling ultimate stress of 960 MPa HSS columns under axial compression.

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期刊信息
  • 《湖南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:湖南大学
  • 主编:易伟建
  • 地址:湖南长沙岳麓区麓山南路
  • 邮编:410082
  • 邮箱:qks@hun.edu.cn
  • 电话:0731-88822870
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-2974
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1061/N
  • 邮发代号:42-44
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,中国期刊方阵“双百”期刊1997年第二届全国科技期...,2000年湖南省首届“十佳科技期刊”,2002年第二届国家期刊奖“重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14344