考慮局部屈曲卷邊C形截面不銹鋼構件承載力研究.pdf

1、隨著我國經濟的迅猛發(fā)展，人們對建筑結構的外觀要求也越來越高。不銹鋼作為建筑結構材料，具有造型美觀、力學性能穩(wěn)定、耐腐蝕性好、易于維護和全壽命周期成本低等優(yōu)點，采用不銹鋼作為建筑結構材料成為近年來土木工程的新趨勢。目前，我國對不銹鋼材料力學性能和結構構件的性能研究尚不全面，首版《不銹鋼結構技術規(guī)程》仍有需要完善的空間?；谏鲜霰尘?，本文對卷邊C形截面不銹鋼受彎構件開展了試驗研究與數值模擬分析，揭示了不銹鋼受彎構件發(fā)生局部屈曲的受力性能和破

2、壞機理，并給出了卷邊C形截面不銹鋼受彎構件局部屈曲承載力的直接強度法計算公式。
　　在對已有的彈性局部屈曲分析方法和局部屈曲承載力計算方法進行較為全面綜述和歸納總結的基礎上，對強軸受彎的卷邊C形截面構件局部屈曲臨界彎矩的計算公式進行了推導，獲取了計算臨界彎矩的隱式表達式。針對國產奧氏體S30408不銹鋼材料，本文分別開展了12個不銹鋼試件材料力學性能試驗、6根強軸受彎和6根弱軸受彎卷邊C形截面不銹鋼試件局部屈曲承載力試驗。材料力學

3、性能試驗結果表明:修正的兩階段Ramberg-Osgood材料模型能夠很好地模擬不銹鋼材料的非線性應力-應變關系，但模型中硬化系數的表達式尚需根據試驗結果進行修正;冷加工效應對不銹鋼材料強度有明顯的提高作用。通過卷邊C形截面不銹鋼受彎構件局部屈曲承載力試驗，獲得了強軸受彎和弱軸受彎各試件的破壞現象、荷載-位移曲線、應變變化曲線和極限承載力。
　　運用Python語言，采用有限元軟件ABAQUS對卷邊C形截面不銹鋼試件的試驗受力過程

4、進行了模擬分析，并將分析結果與試驗結果進行對比，兩者吻合較好，從而驗證了有限元模型的準確性。在此基礎上，對有限元模型進行了簡化，并通過簡化的有限元模型對影響卷邊C形截面不銹鋼受彎構件局部屈曲承載力的關鍵因素進行了參數化分析。分析結果表明:不銹鋼材料的名義屈服強度、硬化系數、轉角區(qū)材料強度提高、初始幾何缺陷和截面高寬比均對不銹鋼受彎構件的局部屈曲承載力有一定程度的影響;截面高寬比對不銹鋼受彎構件局部屈曲承載力的影響最大。
　　最后，

5、本文利用已有的局部屈曲承載力計算方法（有效寬度法和直接強度法）對試驗試件的承載力進行計算，并與試驗結果進行了對比分析。分析結果表明:有效寬度法和直接強度法的計算結果均不同程度地高于試驗結果或偏于保守;直接強度法在計算準確度上略差，但在簡易度方面要優(yōu)于有效寬度法。因此，在直接強度法已有計算公式的基礎上，通過有限條和有限元分析，完成了238個強軸受彎構件和229個弱軸受彎構件的算例，擬合出了卷邊C形截面不銹鋼強軸受彎和弱軸受彎構件局部屈曲承