Q345GJ钢H型截面轴心受压构件的稳定性能研究

摘要

作为适应超高层及大跨建筑的高性能材料，GJ钢的综合性能较普通采用的低合金高强度结构钢有非常突出的表现。目前已应用于国家奥运主体育场、首都新机场、央视新大楼等重大建设项目。
　　基于前期对Q345GJ钢材性参数统计分析的研究成果，本文对Q345GJ钢H型轴心受压构件进行了承载力的试验和ANSYS有限元分析研究。试验部分包括材性试验基本力学性能的测定，以及残余应力试验、短柱试验和长柱试验的研究。材性试验测定的板厚对应于后续试验有16mm，25mm，35mm三种规格，其余试验都是针对两种焊接H型截面H350x250x16x35和H350x250x16x25进行测定。对于长柱试验重点研究的是绕弱轴屈曲的情况。
　　ANSYS有限元分析研究部分，考虑了残余应力分布模式，并计入初弯曲等缺陷，获得了两种截面轴心受压构件的屈曲模态、屈曲荷载和荷载-位移曲线等，为进一步全面研究GJ钢轴心受压构件的稳定性能提供了相关依据。
　　通过一系列试验研究与分析，验证了ANSYS有限元模型的有效性，进而由ANSYS有限元的大量模拟得出了GJ钢H型轴心受压构件的稳定系数较规范普遍高30％左右的结论。为使GJ钢做到优材优用，需进一步对其研究，获取GJ钢专用柱子曲线，为GJ钢在钢结构中的合理应用及推广奠定基础。

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1 绪 论

1.1 高性能建筑结构用钢简介

1.2 有限元数值模拟技术的研究概况

1.3 轴心受压构件的稳定计算

1.4 问题提出

2 H型轴心受压构件承载力试验

2.1 材性试验

2.2 残余应力试验

2.3 短柱轴心受压试验

2.4 长柱轴心受压试验

2.5 本章小结

3 ANSYS有限元分析

3.1 稳定分析中有限单元法的应用

3.2 试件概况

3.3 ANSYS分析过程

3.4 ANSYS分析结果

3.5 本章小结

4 有限元分析结果与理论及试验结果对比

4.1 有限元分析结果与理论和试验极限承载力结果对比

4.2 ANSYS有限元分析柱子曲线结果

4.3 ANSYS有限元分析与规范φ取值的对比

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录