单面角焊缝连接的H形钢构件抗剪极限承载力

报告了 1 2个试件的抗剪极限承载力试验。试验结果表明 ,在单调静力荷载条件下 ,单面连接角焊缝有良好的承载和变形性能 ,对H形截面钢构件腹板剪切失稳后的极限承载力的不利影响很小 ,可以按照钢结构设计规范有关规定计算腹板抗剪极限承载力。

H形钢构件双轴压弯滞回试验的设计和实现

设计了一套H形钢构件双向压弯滞回加载测量试验系统,用以实现H形钢构件在三轴受力时的加载和试件响应的精确测量。试验系统具有如下特点:加载系统采用万向铰-跟动装置系统,能够精确实施既定的加载方案,避免加载时产生附加弯矩和扭矩,有效消除摩擦力的影响;试验位移测量系统能够精确测量得到试件加载时的三维空间响应;试验应变测量布置可考察柱底部翼缘和腹板屈服及屈曲的发生,并可利用加载时弹性段的应力反算水平反力,进而计算其摩擦力;试验结果显示试验加载和测量系统相对都比较稳定,所得到的试验结果可靠,可以进行H形钢构件双轴压弯滞回性能的研究。

H形钢构件双向压弯加载下的破坏机理

为了探究H形截面钢构件在双向压弯加载下的破坏机理和主要破坏模态,考察了板件之间的相关作用和截面平均应力分布形式对H形钢构件破坏模态的影响特性。首先采用软件ABAQUS建立考虑构件初始缺陷和材料强化影响的有限元模型,并与试验结果进行校核;然后采用与试验中相同的双向压弯直线型加载方式,对影响H形钢构件双向压弯性能的4个关键参数进行批量化参数分析;最后基于大量有限元参数分析结果,根据模型在极限状态时刻的破坏特征,将其分为4种典型的破坏模态:全塑性破坏、翼缘屈曲破坏、腹板屈曲破坏及翼缘腹板屈曲破坏,并分别阐释了其各自发生的参数范围及破坏机理。分析发现:4个关键影响参数通过不同方式来决定构件的最终破坏模态,翼缘和腹板宽厚比组配作为主导影响因素,以板件相关作用为纽带影响构件的破坏模态;而轴压比和加载方向角则是通过改变截面平均应力的分布形式来影响构件的破坏模态。

考虑局部屈曲影响的H形钢构件在双向压弯作用下的滞回性能研究

由于地震作用是多维的,结构构件在地震作用下将会受到双向弯矩作用,而构件在一个主轴方向的屈服或屈曲会给构件在另一主轴方向的各项性能带来退化。针对H形截面钢构件,设计了一种由万向铰与三个跟动装置组成的三维加载系统,对11个不同宽厚比、轴压比和加载方向组配下的大宽厚比H形截面钢构件进行了双向压弯的滞回试验研究,考察了其破坏模态、滞回曲线及耗能能力等滞回性能。采用ABAQUS软件建立了有限元模型,采用试验结果进行了校核。最后基于试验和有限元分析结果,分析了扭转效应对试件的影响特性。研究结果表明,板件的局部屈曲和塑性变形的相关作用是影响试件滞回响应的重要因素,而影响效果主要取决于板材宽厚比、轴压比和加载方向的耦合作用;扭转效应对所设计的试件影响较小。

薄柔H形截面钢构件短柱轴压试验研究

随着轻钢结构的推广与应用,具有良好经济效益和环保性能的薄柔H形截面钢构件在轻量化低多层钢框架体系中的应用受到广泛关注.为研究薄柔H形截面钢构件的轴向力学性能,以宽厚比作为主要控制参数调整板件的相对强弱关系,采用Q355B钢材设计制作了6根焊接H形截面短柱,并对其进行了轴压试验.分析了试件的破坏过程、屈曲特征、延性以及极限承载力等.试验结果表明:不同宽厚比组配下H形截面钢构件局部屈曲特征差异明显,而局部屈曲特征直接影响了板件的应力发展;同时构件的延性与宽厚比组配直接相关,呈现两种典型特征;规范ANSI/AISC360-16对于薄柔H形截面轴压构件的计算结果偏于保守,合理的宽厚比组配下薄柔H形截面钢构件具有较强的屈曲后承载力.