嵌套加强的LQ550高强冷弯薄壁C型钢连续檩条受力性能研究

为提高LQ550级高强冷弯薄壁C型钢连续檩条的承载能力,采用在支座处嵌套的方法来加强连续檩条。对未加强和采用两种嵌套方式加强的檩条共7组试件进行三点受弯试验,得到了试件的承载性能和破坏形态,试验结果表明加强后的试件出现跨中局部屈曲和嵌套端部局部屈曲两种破坏形态。采用ABAQUS软件建立了非线性有限元模型对嵌套加强的檩条进行数值模拟,有限元分析得到的承载力和破坏形态与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。基于验证的有限元模型,分析了两种嵌套方式和不同嵌套长度对檩条承载力的提升,且表明嵌套檩条的长度宜取为连续檩条跨度的1/5~1/4。

型钢高强自密实混凝土黏结滑移性能试验研究

为研究型钢与高强自密实混凝土界面黏结滑移性能,以混凝土保护层厚度和型钢埋置长度作为变化参数,设计9个型钢高强自密实混凝土试件进行推出试验.观察试件破坏过程、破坏形态和裂缝发展形式,获取了试件加载端的荷载-滑移全过程曲线,研究不同变量对其黏结性能的影响规律.结果表明:型钢高强自密实混凝土组合结构界面极限黏结强度随着混凝土保护层厚度的增加而增大,最大增幅94.9%;随着型钢埋置长度的增加而减小,最大削减为38.1%.界面黏结抗剪刚度随着型钢保护层厚度的增加先增大后减小,最大增幅85.1%;随着型钢埋置长度的增加而增大,最大增幅为30%.界面耗能能力与其变量相关性较弱;随保护层厚度的增加,界面损伤发展越晚;随型钢埋置深度的增加,界面损伤速度减缓.提出了型钢高强自密实混凝土黏结强度的计算公式,能较好地预测型钢高强自密实混凝土黏结强度.

装配式高强钢组合延性桁框结构滞回性能研究

为研究装配式高强钢组合延性桁框结构(HSS-PSTMF)的抗震性能并扩展其工程应用,通过ABAQUS有限元软件建立了不同耗能段长度和节间数量的HSS-PSTMF模型;对装配式高强钢组合延性桁框结构的滞回性能进行了数值分析,研究了耗能段长度、节间数量及长深比对结构承载力、刚度、延性和耗能能力的影响规律。结果表明:延性桁框结构(STMF)体系中主要通过耗能段耗散地震能量;改变耗能段长度对结构的承载力、延性、刚度、耗能能力影响较大;当耗能段长度一定时,改变耗能段节间数量对结构的承载力、延性、耗能能力影响较小;耗能段长度介于0.2L~0.4L(L为跨度)之间且耗能段任何节间的长深比在0.67~1.5时结构抗震性能较好;耗能段长度介于0.4L~0.5L时,在满足结构安全性要求的前提下,可以将结构的长深比提高到3。

Q690高强钢焊接箱形截面轴压构件局部稳定性分析

高强钢焊接箱形截面轴压构件已被广泛应用于钢结构工程中.本文利用ANSYS分析软件建立了考虑局部几何初始缺陷和焊接残余应力的有限元模型,对Q690高强钢焊接箱形轴压短柱构件进行有限元分析.对比已有试验数据,验证了所建立有限元模型的可靠性.利用有限元模型进行参数化分析,并对Q690高强钢焊接箱形轴压构件进行局部稳定分析.采用直接强度法(DSM),给出了适用于Q690高强钢焊接箱形轴压构件局部稳定的设计公式.

支管轴压下高强钢圆管X形节点的承载力计算公式

研究了支管受压的Q460、Q690、Q960高强钢圆管X形节点的静力性能。采用经试验数据验证的有限元模型进行节点有限元参数分析,研究高强钢牌号、支管与主管外径之比(β)、主管外径与其管壁厚度之比(2γ)、主管轴向应力比(n)对节点性能的影响;与有限元参数分析和文献中试验结果对比,评价我国钢结构设计标准计算公式的适用性。结果表明,节点发生主管塑性破坏,节点承载力多由主管局部变形限值(3%主管外径)确定;多数情况下钢结构设计标准计算公式高估了高强钢圆管X形节点的承载力;主管受到压力或较大拉力时均会降低节点承载力。最后,针对不同钢材牌号的圆管X形节点给出了建议的2γ范围。基于主管塑性破坏,提出了考虑高强钢屈服强度、主管拉压效应的圆管X形节点承载力计算公式。

800MPa高强钢T形截面轴压构件极限承载力有限元分析

针对800MPa高强钢T形截面轴压构件失稳问题,基于ABAQUS软件建立有限元计算模型,分析残余应力、几何初始缺陷、翼缘宽厚比、腹板高厚比和构件长细比对构件极限承载力的影响,建立正则化长细比与整体稳定系数关系曲线,并将高强钢T形截面轴压构件极限承载力的模拟结果与GB50017—2017系列设计规范进行比较分析。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟试验构件的屈曲行为,残余应力峰值对短柱承载力影响较小,对大长细比构件的承载力影响较大;试件初弯曲和板件翘曲对小长细比构件极限承载力影响较大,随构件长细比增加,构件极限承载力随着翼缘宽厚比变化表现为敏感度降低,腹板的高厚比变化规律与之类似。计算得到的稳定系数与GB50017—2017中b类柱子曲线吻合较好,建议采用b类柱子曲线计算800MPa高强钢焊接T形截面轴压构件的极限承载力。

冷弯高强钢椭圆管柱力学性能有限元分析

冷弯高强钢椭圆管柱由于其椭圆截面的几何特殊性和优越的力学性能而被广泛应用。然而,目前国内外缺乏系统性的冷弯高强钢椭圆截面的研究和设计指导。现通过数值模拟的方法,分析了冷弯高强钢椭圆管柱的轴压性能,并将得到的有限元数据与现行的欧洲规范进行对比。对比表明,欧洲规范中冷弯高强钢椭圆管柱的屈曲曲线过于保守。由此,提出了新的设计曲线,为冷弯高强钢椭圆管柱提供新的设计参考。

降低镀锌高强钢表面漏镀缺陷生产实践

针对某公司冷轧热镀锌产线产生的高强钢漏镀缺陷进行原因分析和生产实践改善。通过优化清洗段电导率控制参数,改善退火炉预氧化工艺,改造炉鼻子溜槽结构等措施,总结固化高强钢生产控制工艺,解决了高强钢表面漏镀问题。改善后的高强钢表面质量良好,漏镀缺陷改判率由优化前8.93%降低至1.03%。

长细比对轴压下高强拼合冷弯薄壁型钢受力性能影响研究

为研究长细比对轴压下壁厚小于1mm的高强拼合冷弯薄壁型钢力学性能的影响,基于《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)设计并制作了壁厚为0.8mm的S550级单肢C形截面立柱和开口双肢组合截面立柱共12根试件。长细比分别为30、40、50、60、70、80,通过控制基本试件尺寸不变,分别改变试件高度进行试验研究。分析结果表明,立柱截面相同时,壁厚为0.8mm的S550级冷弯薄壁型钢试件的轴压承载力随长细比增大呈下降趋势,按照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)中的相关公式计算是偏于安全的;相同长细比条件下,开口双肢组合截面立柱的极限承载力是单肢C形截面立柱的2.03~2.13倍。

结构用铌钒低合金高强度热轧型钢标准浅析

本文针对结构用铌钒低合金高强度热轧型钢的技术条件和尺寸标准进行了全面解析。文章首先介绍了钢结构建筑在国内的发展现状以及面临的挑战,进而阐述了《结构用铌钒低合金高强度热轧型钢》标准的制定背景和重要性。在技术条件解析部分,本文详细分析了该型钢的化学成分、力学性能指标、尺寸规格及其允许偏差,并对不同钢级和质量等级的要求进行了明确。此外,本文还重点探讨了铌、钒、钛等微合金化元素在提高型钢性能方面的作用,以及这些元素在焊接热影响区性能提升中的重要性。

高强度钢材轴心受压构件局部稳定的有限元分析

目的对高强度钢材焊接截面轴心受压构件局部稳定受力性能进行分析计算,为进一步的有限元参数分析提供正确性依据.方法利用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对17个高强度钢材焊接工形和箱形截面轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行了对比.结果有限元计算得到的工形截面构件局部稳定承载力与试验实测结果的平均误差<6%,且标准差<5%;箱形截面构件的局部稳定承载力与试验实测结果的平均误差<3%,且标准差<5%.结论建立的有限元模型能够准确模拟几何初始缺陷和残余应力对构件局部稳定受力性能的影响,从而准确的分析计算高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能.

高强钢板冲裁断面质量的分析与优化

为分析高强度钢板在冲裁过程中边缘破裂现象的产生机理,通过实验和有限元数值模拟两个方面研究板料断面质量的影响因素,并进一步改善冲裁断面质量。基于正交试验和灰色关联分析方法,通过冲孔试验和数值模拟分析,研究了冲孔孔径、凸凹模间隙、摩擦因素和冲孔速度等因素对高强度双相钢DP780板料冲孔后断面质量的影响。结果表明：各个试验因素对板料断面质量的影响顺序为：凸凹模间隙〉冲孔速度〉冲孔孔径〉摩擦因素。同时,通过对裂缝边缘图像的观察和对有限元数值模拟的分析,揭示了剪切边缘的应力、应变分布以及边缘形貌的差异,为研究板料破裂提供了一种新方法。

960MPa高强钢焊接箱形截面残余应力试验及统一分布模型研究

为研究960MPa高强钢焊接箱形截面的残余应力,采用分割法对3个不同截面尺寸试件进行了试验研究,分析了板件宽厚比对残余应力的影响以及截面板件残余应力的自平衡性;通过总结国内外针对其他不同强度钢材焊接箱形截面残余应力的大量试验数据,研究钢材强度对残余应力分布规律的影响。研究结果表明:板件中部残余压应力大小与截面尺寸直接相关,与钢材强度等级无明显关系;焊缝附近残余拉应力与截面尺寸无直接关系,并随钢材强度提高而增大,但对于高强度钢材截面残余拉应力低于钢材强度;焊接箱形截面四块板件的残余应力分别能够满足自平衡条件。提出了适用于不同等级高强钢焊接箱形截面残余应力的统一分布模型和计算式,为高强度钢材钢结构的研究提供了基础条件。

Q800高强钢焊接工字形截面残余应力试验分析

为研究Q800高强钢焊接工字形截面的纵向残余应力分布规律,采用线切割法对4个试件进行试验研究,分析腹板和翼缘板件宽厚比对残余应力的影响,研究各板间残余应力的相互影响及其自平衡性,提出Q800高强钢焊接工字形截面的残余应力分布模型和计算公式.结果表明,Q800高强钢工字形截面的残余应力分布形式与普通强度钢材的一致.焊缝和火焰切割边附近呈现残余拉应力,且随着宽厚比的变化呈不规律变化;翼缘外伸部分中部和腹板中部都呈现基本恒定的残余压应力,且随着板件宽厚比的提高而相应减小;其余部位是从残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域;翼缘和腹板内的残余应力基本满足自平衡条件,二者没有相互间的影响作用.

Q420等边角钢轴压杆稳定性能研究(Ⅰ)——残余应力的试验研究

高强度钢材逐步开始在钢结构实际工程中得到应用,其中包括大型输电铁塔中Q420高强角钢的应用。但目前针对此类钢材轴压杆的稳定性能研究还很少,其中一个很重要的原因在于对构件初始缺陷(主要是残余应力)的研究非常匮乏。本文采用分割法对Q420高强等边角钢的纵向残余应力进行了试验量测,试验对象包括5种截面尺寸共计15个试件。基于试验结果,本文分析了Q420高强等边角钢残余应力的分布特点和数值大小,并与国内外普通强度角钢的残余应力试验结果和规范采用的残余应力分布模型进行了对比,结果表明,残余应力分布形式和绝对数值大小与钢材强度没有直接关系,但截面板件的宽厚比则会影响残余应力的大小。最后,本文提出了适用于Q420高强等边角钢的较为准确和安全的残余应力分布模型和计算公式。这为进一步研究该类钢材截面的轴压构件稳定性能提供了前提条件。

Q420双角钢组合截面偏压构件弹塑性弯曲屈曲

通过试验研究了特高压输电塔塔身主材规格为L160×12、L160×14、L160×16的3种Q420高强双角钢十字组合截面偏压构件的破坏模式,试验结果表明此种构件均以整体弹塑性弯曲屈曲破坏为主。基于改进逆算单元长度法编制相应程序,计算得到了这3种角钢规格在不同长细比并考虑残余应力情况下截面的弯矩轴力相关曲线,提出适用于此类截面形式的弯矩作用平面内稳定的建议计算公式及柱子曲线。引用的非线性幂函数模型能较好的反映此类偏压构件在等端弯矩受力作用下杆件端部弯矩与杆端转角的弯矩转角关系。

Q550GJ高强钢焊接H型截面残余应力试验研究

为了推动高强结构钢Q550GJ在我国钢结构工程中的应用,研究了Q550GJ高强钢焊接H型截面试件的残余应力分布规律.首先试验研究了Q550GJ钢材的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率符合国家现行规范,屈强比小于0.85.然后设计和加工了7个Q550GJ高强结构钢焊接H型截面构件,采用分割法对其进行残余应力试验.研究了Q550GJ高强结构钢焊接H型截面构件的残余应力分布规律,分析了不同参数的影响.研究结果表明:翼缘中部和腹板两端近焊缝区域出现较大的残余拉应力,但没有达到钢材的屈服强度,且随着宽厚比的变化呈不规律变化;翼缘外伸部分中部和腹板中部都呈现基本恒定的残余压应力;残余压应力随着板件宽厚比的提高而相应减小;其余部位是从残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域.

Q460钢焊接H形柱轴心受压极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接H形柱的极限承载力,以国产Q460高强钢中厚板制作了6个足尺焊接H形柱进行轴心受压试验。6个H形柱均由火焰切割的21mm厚翼缘板与11mm厚腹板焊接而成。试件的主要参数为宽厚比(翼缘板宽厚比分别为3、5、7)与长细比(绕弱轴长细比分别为40、55、80)。为了考虑初始缺陷对轴压H形柱极限承载力的影响,以同样的焊接工艺制作了相同截面的短柱用于测量残余应力。试验结果表明,Q460高强钢焊接H形柱稳定系数适用于我国现行GB 50017—2003《钢结构设计规范》中b类截面柱子曲线。以试件的实测尺寸、钢材的力学性能建立有限元模型,分析预测试件的极限承载力。有限元模型以初始缺陷的形式考虑试件的初始挠度、初始偏心及焊接残余应力影响。分析结果表明,考虑初始缺陷的有限元模型可以较准确地预测轴心受压柱的极限承载力。

高强冷弯薄壁型钢搭接式连续檩条受力性能试验研究

对550MPa高强冷弯薄壁型钢帽型截面搭接式连续檩条受力性能进行了试验研究。27根试件的试验结果表明,搭接式连续檩条的承载力与搭接部分刚度、截面内力、有效截面模量等因素有关,因此,负弯矩作用下的中间支座搭接端部变截面处和正弯矩最大的跨中截面都有可能成为构件承载力的控制截面。在确定高强钢材强度折减系数γ的基础上,根据试验结果确定出各组试件合适的搭接段刚度系数β和承载力计算公式。

型钢高强混凝土柱轴压比限值的试验研究

通过20个型钢高强混凝土柱的低周反复加载试验对其受力性能进行了研究,分析了剪跨比、轴压比、配箍率以及混凝土强度对型钢高强混凝土柱延性的影响,提出了不同剪跨比、不同配箍率的型钢高强混凝土柱的轴压比限值。其中,剪跨比大于2.0的型钢高强混凝土柱的轴压比限值由大、小偏心界限破坏时力的平衡条件并结合试验结果确定,而剪跨比小于2.0的型钢高强混凝土柱的轴压比限值则通过与剪跨比大于2.0的型钢高强混凝土柱的延性对比加以确定。