【摘 要】
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高强度钢材由于其具有较高的屈服强度、抗拉强度和结构可靠性等显著优势,近年来逐渐引起了建筑行业关注并应用于实际工程。本文通过物理试验和数值分析相结合的方法研究了Q460焊接工字形钢梁的整体稳定性。试验研究方面,本文提出了一套简单有效的适用于跨中集中荷载下简支钢梁整体失稳的加载装置,对8根焊接工字形钢梁试件进行了试验,考虑因素包括钢材强度、翼缘宽厚比、腹板高厚比和跨度;钢材强度包括Q235和Q460,
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高强度钢材由于其具有较高的屈服强度、抗拉强度和结构可靠性等显著优势,近年来逐渐引起了建筑行业关注并应用于实际工程。本文通过物理试验和数值分析相结合的方法研究了Q460焊接工字形钢梁的整体稳定性。试验研究方面,本文提出了一套简单有效的适用于跨中集中荷载下简支钢梁整体失稳的加载装置,对8根焊接工字形钢梁试件进行了试验,考虑因素包括钢材强度、翼缘宽厚比、腹板高厚比和跨度;钢材强度包括Q235和Q460,翼缘宽厚比范围为4.6～9.6,腹板高厚比范围为28.75～47.50,跨度范围为3～5m。除此之外,本文应用有限元分析软件ABAQUS建立了有限元模型,将初始几何缺陷进入有限元模型,并考虑材料非线性和几何非线性,有限元分析结果与实验结果进行对比,结果显示两者吻合良好,并在此基础上进行一系列参数分析,探索影响Q460焊接工字形钢梁整体稳定性的关键影响因素。之后将试验结果和有限元分析结果与国内外外规范(《钢结构设计标准》GB50017-2017,中国《钢结构设计规范》送审稿GB50017-201X,澳大利亚规范AS4100和欧洲规范EC3)进行对比,结果表明《钢结构设计标准》GB50017-2017和欧洲规范EC3按轧制或等效焊接截面的设计方法预估的Q460焊接工字形钢梁的整体稳定承载力是不安全的,中国钢结构规范送审稿GB50017-201X、澳大利亚规范AS4100和欧洲规范EC3中按一般情况的设计方法预估Q460焊接工字形钢梁的整体稳定承载力是过于保守的。本文在物理试验及有限元参数分析结果的基础上,提出了基于钢结构规范送审稿GB50017-201X的稳定系数修正公式,通过有限元结果和修正公式稳定曲线对比表明修正公式安全合理,可为工程应用和学术研究提供参考。
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