薄壁不銹鋼軸壓構(gòu)件的極限承載力.pdf

1、不銹鋼材料不銹耐蝕，外觀精美，具有良好的力學(xué)和工藝性能，是一種外觀及使用性能優(yōu)異的建筑材料，但其受力性能與普通碳素鋼存在顯著不同:應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)為典型非線性，無屈服平臺(tái)，比例極限較低，應(yīng)變硬化性能顯著。目前國內(nèi)對不銹鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能方面的研究相對較少，又無相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，極大地限制了不銹鋼材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與發(fā)展。本文對薄壁不銹鋼軸壓構(gòu)件的極限承載力進(jìn)行了深入研究。
　　首先對國內(nèi)外不銹鋼應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型的研究成果進(jìn)行梳理，

2、通過介紹、分析、比較和驗(yàn)證，篩選最佳不銹鋼材料應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型。結(jié)果表明Quach提出的三段式模型具有較高精度且可采用Ramberg-Osgood三參數(shù)表示，是目前可供選用的最佳模型。
　　然后針對不銹鋼材料，利用廣義梁理論基本原理，推導(dǎo)出適用于非線性材料的修正廣義梁理論平衡方程，提出不銹鋼薄板受壓局部屈曲、卷邊槽形截面柱畸變屈曲及箱形截面柱彎曲屈曲荷載計(jì)算公式。結(jié)果表明其計(jì)算值與既有試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，具有較高精度，可用于不銹鋼

3、薄板受壓局部屈曲荷載、卷邊槽形截面柱畸變屈曲荷載及箱形截面柱彎曲屈曲荷載的確定。
　　接下來基于既有試驗(yàn)結(jié)果建立有限元分析模型，對四邊簡支不銹鋼薄板均勻受壓的局部穩(wěn)定性能進(jìn)行研究，結(jié)合大量參數(shù)分析對Winter穩(wěn)定曲線進(jìn)行修正，提出適用于不銹鋼材料的薄板均勻受壓極限承載力和箱形截面構(gòu)件局部屈曲承載力計(jì)算公式。
　　之后對薄壁不銹鋼圓管柱軸心受壓性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，包括標(biāo)準(zhǔn)材料拉伸試驗(yàn)、短柱軸向受壓試驗(yàn)和長柱軸向受壓試驗(yàn)，并基于

4、試驗(yàn)結(jié)果對材料性能、破壞形態(tài)、位移、應(yīng)力分布和初始缺陷等進(jìn)行分析。
　　接著利用有限元軟件對上述試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，建立精確的有限元模型，并通過大量參數(shù)分析考察包括長細(xì)比、壁厚、直徑、徑厚比、初始缺陷、材料性能等因素對薄壁不銹鋼圓管柱軸心受壓極限承載能力的影響，提出臨界修正長細(xì)比和容許徑厚比計(jì)算公式。
　　最后對薄壁不銹鋼圓管柱軸心受壓的屈曲性能進(jìn)行理論分析，并就幾種國外不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的軸壓構(gòu)件極限承載力計(jì)算方法進(jìn)行介紹