【摘要】：近年來(lái),國(guó)內(nèi)外大量的建筑及橋梁結(jié)構(gòu)由于采用了高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu),取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益,針對(duì)高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)性能的各項(xiàng)研究工作業(yè)已展開(kāi),已有的研究成果表明:高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)定性能優(yōu)于普通強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件;高性能建筑用鋼板(簡(jiǎn)稱高建鋼)和普通低合金高強(qiáng)鋼相比,具有更好的綜合性能,眾多高層和大跨結(jié)構(gòu)中全部或在重要部位中使用了高建鋼;我國(guó)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿)將適用范圍提高到了Q460,并增列了高建鋼系列中的Q345GJ鋼,但相關(guān)條文多是在對(duì)普通強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上提出的,由于材料性能的不同,這些條文是否適用于高性能高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu),尚需進(jìn)一步研究;國(guó)內(nèi)對(duì)高建鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的研究工作已有時(shí)日,但針對(duì)高強(qiáng)度高建鋼受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性能的研究工作卻剛剛起步。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目《460MPa高強(qiáng)度GJ鋼基于性能的計(jì)算模式研究》(基金號(hào):51578089),通過(guò)試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算和理論分析,研究Q460GJ鋼焊接H型鋼梁的整體穩(wěn)定的受力性能,并提出計(jì)算方法建議。本文主要研究工作如下:(1)采用切條法對(duì)8個(gè)Q460GJ鋼焊接H形構(gòu)件的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試,討論了構(gòu)件高寬比、構(gòu)件高度、板件寬厚比、板件厚度等因素對(duì)殘余應(yīng)力分布的影響,提出了適用于Q460GJ鋼中厚板焊接H形構(gòu)件殘余應(yīng)力的分布模式。(2)系統(tǒng)分析了支座和加載點(diǎn)約束條件對(duì)受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的影響,提出了用于跨中無(wú)側(cè)向約束和有側(cè)向約束兩種條件下,簡(jiǎn)支鋼梁在跨中單點(diǎn)加載時(shí)整體穩(wěn)定承載力的試驗(yàn)方法并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)試驗(yàn)裝置;推導(dǎo)了考慮偶聯(lián)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處豎向及側(cè)向位移、截面轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式。(3)對(duì)16個(gè)無(wú)側(cè)向約束的Q460GJ鋼焊接H型鋼梁(8個(gè)雙軸對(duì)稱截面、8個(gè)單軸對(duì)稱截面)和14個(gè)有側(cè)向約束的Q460GJ鋼焊接H型鋼梁(8個(gè)雙軸對(duì)稱截面、6個(gè)單軸對(duì)稱截面)進(jìn)行靜力加載試驗(yàn),研究了其失穩(wěn)形式和極限承載力。(4)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行有限元分析,研究了初始幾何缺陷、殘余應(yīng)力對(duì)Q460GJ鋼梁整體穩(wěn)定性能的影響,并將試驗(yàn)結(jié)果和有限元分析結(jié)果與國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算曲線進(jìn)行比對(duì),指出《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-201X)(報(bào)批稿)關(guān)于梁整體穩(wěn)定的計(jì)算方法適用于Q460GJ鋼中厚板焊接H型鋼梁。(5)獲得了按GB50017-201X規(guī)范推薦的方法計(jì)算Q460GJ鋼焊接H型鋼梁整體穩(wěn)定時(shí)的抗力不定性統(tǒng)計(jì)參數(shù);按《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-201X)(報(bào)批稿)的規(guī)定,計(jì)算了Q460GJ鋼中厚板梁在各種荷載組合下的抗力分項(xiàng)系數(shù),統(tǒng)計(jì)分析后給出了抗力分項(xiàng)系數(shù)和設(shè)計(jì)強(qiáng)度建議值。
【圖文】：

1.3.2 GJ 鋼的應(yīng)用正是由于 GJ 鋼在化學(xué)成分和力學(xué)性能上的顯著優(yōu)勢(shì)，，使其在一系列國(guó)內(nèi)外重大項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。中關(guān)村金融中心塔樓是國(guó)內(nèi)較早采用 GJ 鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)的高層鋼結(jié)構(gòu)[18]，該工程采用了 Q345GJ 鋼材，但在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是普通 Q345 的力學(xué)參數(shù)；國(guó)家體育場(chǎng)鳥(niǎo)巢（圖 1.2）利用了 GJ 鋼較小的厚度效應(yīng)的特點(diǎn)，用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼，既減小了鋼材用量，又改善了結(jié)構(gòu)的安全性[19]。除此之外，中央電視臺(tái)新址主樓（圖 1.3）[20]、中國(guó)石油大廈、鄭州綠地中央廣場(chǎng)南塔樓[21]、上海國(guó)際金融中心、新加坡圣淘沙名勝世界鋼結(jié)構(gòu)工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國(guó)際傳媒中心（圖 1.4）[23]。內(nèi)蒙古伊金霍洛旗全民健身體育中心[24]、首都機(jī)場(chǎng)三期等工程均采用了 GJ 系列鋼板。表 1.5 為 GJ 鋼在部分工程中應(yīng)用情況，由此可見(jiàn)，高性能 GJ 鋼將越來(lái)越多的應(yīng)用于民用建筑中。

1.3.2 GJ 鋼的應(yīng)用正是由于 GJ 鋼在化學(xué)成分和力學(xué)性能上的顯著優(yōu)勢(shì)，使其在一系列國(guó)內(nèi)外重大項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。中關(guān)村金融中心塔樓是國(guó)內(nèi)較早采用 GJ 鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)的高層鋼結(jié)構(gòu)[18]，該工程采用了 Q345GJ 鋼材，但在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是普通 Q345 的力學(xué)參數(shù)；國(guó)家體育場(chǎng)鳥(niǎo)巢（圖 1.2）利用了 GJ 鋼較小的厚度效應(yīng)的特點(diǎn)，用 Q345GJ 鋼取代 Q345 鋼，既減小了鋼材用量，又改善了結(jié)構(gòu)的安全性[19]。除此之外，中央電視臺(tái)新址主樓（圖 1.3）[20]、中國(guó)石油大廈、鄭州綠地中央廣場(chǎng)南塔樓[21]、上海國(guó)際金融中心、新加坡圣淘沙名勝世界鋼結(jié)構(gòu)工程[22]、廣州電視塔、鳳凰國(guó)際傳媒中心（圖 1.4）[23]。內(nèi)蒙古伊金霍洛旗全民健身體育中心[24]、首都機(jī)場(chǎng)三期等工程均采用了 GJ 系列鋼板。表 1.5 為 GJ 鋼在部分工程中應(yīng)用情況，由此可見(jiàn)，高性能 GJ 鋼將越來(lái)越多的應(yīng)用于民用建筑中。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU392.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱希;施剛;;國(guó)產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)用鋼板材性參數(shù)統(tǒng)計(jì)與分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2015年21期

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3 張耀林;李可軍;王磊;周國(guó)慶;;高建鋼及厚板在天津高銀117大廈項(xiàng)目中的應(yīng)用[J];建筑技術(shù)開(kāi)發(fā);2015年06期

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6 施剛;張建興;王U

本文編號(hào)：2686156