Q460高强钢焊接H形轴心受压柱整体稳定性能研究

摘要

随着钢材生产工艺的逐步提高，高强度钢材被越来越多地应用到建筑结构。高强度钢材在材料力学性能、生产加工工艺、初始缺陷影响等方面与普通强度钢材存在明显差异，整体稳定性能也不相同。现有的设计规范均基于普通强度钢结构的试验和理论研究而制定，对于高强度钢材钢结构的受力性能，尚没有成熟的计算理论和设计方法。本文采用试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法，系统地研究了Q460高强钢焊接H形轴心受压构件的整体稳定性能，主要研究内容和成果如下：
　　（1）用盲孔法测量了6个焊接H形截面（剪切边）的残余应力，得到该类截面的残余应力分布规律，分析了板件宽厚比和厚度对截面残余应力分布的影响，提出相应的分布模型和计算方法。
　　（2）进行了6个Q460高强钢焊接H形柱的轴心受压静力试验，试验结果表明，该类构件的整体稳定系数明显高于我国规范和欧洲规范规定的柱子曲线，与美国规范的计算结果较为接近，有必要针对高强钢构件进行修正或提出新的柱子曲线。
　　（3）对Q460焊接H形轴心受压柱的整体稳定性能进行有限元分析，并与轴压试验结果进行对比，验证了所建模型的准确性与可靠性。
　　（4）对影响轴心受压柱整体稳定性能的几个主要参数进行了分析，基于我国规范和欧洲规范中已有的设计方法，重新拟合柱子曲线，对计算参数进行修正，提出了更适用于实际工程的设计方法，通过与试验结果对比可知，新的柱子曲线能够很好地反映轴压柱整体稳定系数的变化趋势，该设计方法可以有效地预测构件的稳定承载力。