考虑局部屈曲的H 形截面钢构件单轴压弯恢复力模型研究
2021-04-21陈乐川陈以一
工程力学 2021年4期
陈乐川,程 欣,陈以一
(1. 太原理工大学土木工程学院,山西 030024;2. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)
本文将宽厚比较大的板件,即不满足截面分类准则中塑性截面(S1 级截面)要求的板件,称为薄柔钢截面。如果限定相同的单位长度重量,则薄柔截面钢构件相对塑性截面钢构件具有更大的抗弯刚度、屈服弯矩以及弹性整体稳定性,经济性能指标较高,可大量用于轻量化低多层钢框架体系中[1]。陈以一等[2-6]对薄柔截面钢构件压弯作用下的抗震性能研究显示薄柔截面钢构件的塑性性能是可以考虑应用在结构设计中的。然而由于板件宽厚比较大,局部屈曲的提前发生阻碍了塑性铰的形成,被我国抗震规范排除在外,认为抗震设防区不适宜使用这类结构[7]。为贯彻国家提出的“鼓励用钢,合理用钢”的经济政策,我国钢结构抗震设计的一个重要发展趋势是从采用单一化的高延性结构转向针对不同延性等级的性能化抗震设计,以减少结构的用钢量[8]。基于性能化抗震设计的理念,将薄柔钢构件应用于抗震结构中是十分经济可行的。而提出该类构件的恢复力模型是将其推广应用于抗震设计的重要基础。
Kato[9-10]基于简化的双翼缘模型和简化的材料本构关系得到了较厚实截面的弯矩-曲率关系。Wu 等[11]提出了一种混合仿真模型计算方法,并通过一个足尺框架模型验证了该计算方法下所提出的截面本构模型的有效性。王萌等[12-14]采用了不同的模型研究了强震作用下结构发生局部屈曲造成损伤对钢框架结构抗震性能产生的影响,提出了能够考虑累积损伤、刚度和强度退化的钢材等效本构模型。……
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