不銹鋼耐腐蝕性強、外觀光潔、回收利用率高、高溫性能和韌性明顯優(yōu)于碳素鋼,部分牌號還有無磁性等特殊屬性,這些優(yōu)良性能近年來促進了不銹鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。與此同時,高昂的材料造價則成為了不銹鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的最大障礙。薄壁構(gòu)件有較高的比強度與比剛度、冷作硬化程度高、材料利用率高,尤其適用于材料造價偏高的不銹鋼結(jié)構(gòu)。然而,日趨復(fù)雜多樣的薄壁截面形式、非線性的材料本構(gòu)特征使薄壁不銹鋼構(gòu)件屈曲行為較為復(fù)雜,其屈曲性能與設(shè)計方法有待深入研究。針對壓彎構(gòu)件設(shè)計驗算,現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范均采用統(tǒng)一的、線性組合形式的壓、彎相關(guān)強度表達式,這一設(shè)計公式常偏于保守,且不能有針對性地體現(xiàn)具有不同屈曲特征的各類截面的承載性能。研究并提出更準確的不銹鋼構(gòu)件壓彎作用相關(guān)強度設(shè)計公式,將有助于實現(xiàn)更為經(jīng)濟的設(shè)計方案,具有重要的理論和實用價值。本文基于試驗研究、數(shù)值模擬與理論分析,研究卷邊C型薄壁不銹鋼短柱在軸壓與壓彎聯(lián)合作用下的截面屈曲行為、承載能力及影響參數(shù)�；谥苯訌姸确ㄌ骄苛嗽擃悩�(gòu)件準確、高效的截面承載能力設(shè)計公式。（1）不銹鋼卷邊C型短柱壓彎試驗本文設(shè)計并進行了24根短柱壓彎試驗,基于合理的截面選擇、加載裝置及加載參數(shù)設(shè)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不銹鋼早期應(yīng)用

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-1-3d)e)列舉了兩例因鋼材銹蝕削弱結(jié)構(gòu)安全性能的事例。a)SilverBridge坍塌西弗吉尼亞，1967年b)“11·22”特大事故青島，2013年c)Kinzua橋坍塌賓夕法尼亞，2003年d)南渡江鐵橋海南�？�，2013年e)金門大橋附近鎖鏈舊金山，2008年f)碳素鋼（左）與不銹鋼（右）圖1-3鋼結(jié)構(gòu)因銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞不銹鋼最大的特點在于其耐腐蝕的性質(zhì)：建成于1930年的美國紐約克萊斯勒大廈采用奧氏體302不銹鋼作為屋頂及表面裝飾（如圖1-2a)所示），屋頂光潔靚麗，90年來僅清洗過兩次，且未受腐蝕影響。不銹鋼的應(yīng)用是解決鋼結(jié)構(gòu)銹蝕問題的理想選擇。不銹鋼適用于核設(shè)施、污水處理廠、化工廠、近海結(jié)構(gòu)及海洋平臺等對結(jié)構(gòu)防腐性能、耐久性能等有特殊要求的建筑結(jié)構(gòu)，可有效減少其維護費用，增加結(jié)構(gòu)使用壽命。1.1.2.2相比碳素鋼和鋁合金更好的抗火性能0200400600800100012000.00.20.40.60.81.0強度折減系數(shù)ky溫度/℃鋼材304不銹鋼3Cr12不銹鋼2205不銹鋼3004-H34鋁合金5005-O鋁合金5083-O鋁合金5454-O鋁合金6063-T6鋁合金6082-T6鋁合金0200400600800100012000.00.20.40.60.81.0彈性模量折減系數(shù)kE,溫度/℃鋼材不銹鋼鋁合金a)強度折減系數(shù)b)彈性模量折減系數(shù)圖1-4歐洲規(guī)范中鋼材、鋁合金、不銹鋼在高溫環(huán)境中強度與彈性模量折減系數(shù)鋼材熱物理特性與力學(xué)性能會隨溫度升高而發(fā)生變化。根據(jù)歐洲規(guī)范

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-圖1-6薄壁不銹鋼材料本構(gòu)曲線與普通低碳鋼材料本構(gòu)曲線對比[24]1.1.4薄壁不銹鋼構(gòu)件的屈曲模態(tài)冷彎薄壁不銹鋼構(gòu)件因其冷成型加工、薄壁、截面種類繁多、作用形式復(fù)雜多樣等特點，在高利用率的同時會出現(xiàn)顯著的屈曲（Buckling，也有文獻譯為“失穩(wěn)”）問題。以卷邊C型截面構(gòu)件為例，在力的作用下，該截面可能會受到多種屈曲模態(tài)的影響，如局部屈曲、畸變屈曲、整體屈曲以及耦合屈曲，如圖1-7所示。其中，L0表示構(gòu)件的計算長度，L1表示構(gòu)件局部屈曲的半波長，Ld表示構(gòu)件畸變屈曲的半波長。以卷邊C型截面為例，局部屈曲是指在力的作用下，構(gòu)件變形僅包含板件的屈曲，腹板與翼緣、翼緣與卷邊之間的交線保持挺直、不發(fā)生相對位移，且交角保持不變的一類屈曲模態(tài)。構(gòu)件發(fā)生局部屈曲時半波長較短，在構(gòu)件計算長度范圍內(nèi)形成多個長度大致相等、凹凸不平的半波；根據(jù)小撓度理論，可使用公式（1-1）計算各板件局部屈曲的臨界應(yīng)力cr。()()2cr22=121/kEbt(1-1)式中k——板件穩(wěn)定系數(shù)，該系數(shù)與板的支承條件、受力狀態(tài)等有關(guān)，對于均壓、二邊支承板k=4.0；一邊支承、一邊自由板k=0.425；——泊松比；b/t——板件寬厚比。當板件達到臨界應(yīng)力cr后，可繼續(xù)承受外荷載，這種現(xiàn)象稱為板件的屈曲后強度，該強度主要是由板件的橫向薄膜效應(yīng)造成的。板件達到屈曲荷載后內(nèi)力重分布，這也是形成板件屈曲后強度的原因。板件屈曲后強度應(yīng)使用

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]冷成型不銹鋼結(jié)構(gòu)受力性能的關(guān)鍵問題研究[D]. 鄭寶鋒.東南大學(xué) 2017
[2]薄壁不銹鋼軸壓構(gòu)件的極限承載力[D]. 朱浩川.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]雙卷邊不等肢角鋼冷彎薄壁型鋼柱軸壓穩(wěn)定承載力研究[D]. 徐步洲.西安建筑科技大學(xué) 2017



本文編號：2975630