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690MPa高强钢薄壁方形截面轴压构件承载力直接强度法研究*

2021-11-03申红侠

建筑结构 2021年18期
关键词:承载力有限元

申红侠, 王 超

(1 西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055;2 结构工程与抗震教育部重点实验室(西安建筑科技大学), 西安 710055)

0 引言

高强钢焊接箱形截面轴压构件被广泛用作建筑结构的支柱和拱桥的拱肋。在这些结构中,钢材的屈服强度通常在460~690MPa之间,有些甚至达到800MPa。

高强钢与普通钢相比具有更高的屈服强度和抗拉强度。在相同外荷载作用下采用高强钢可减小构件截面尺寸、节省材料、降低结构自重、提高抗震性能、降低地基基础费用,具有较高的经济效益。在构件截面面积减小的情况下,为保证其具有足够的刚度,常采用薄壁开展式截面。另外,高强钢构件的长细比不宜太大。这可能会使板件屈曲先于构件屈曲,表现出局部和整体相关屈曲。

国内外对高强钢构件局部屈曲和整体屈曲的相关性研究已取得了一些成果。USAMI和FUKUMOTO[1-2]试验研究了HT80钢和SM58钢(对应的名义屈服强度fy分别为690MPa和460MPa)焊接箱形截面轴心受压构件、偏心受压构件和受弯构件的局部和整体相关屈曲,并提出强度计算的经验公式,但该公式未考虑缺陷的影响。DEGÉE等[3]采用试验和有限元法研究了S355,S460和S690钢(fy分别为355,460,690MPa)焊接箱形截面压杆的局部和整体相关屈曲,提出了基于欧洲规范的修正有效宽度法计算公式。陈绍蕃[4]论证了有效截面法和有效屈服强度法的相通性,建议对高强钢箱形截面轴心压杆采用有效屈服强度法计算其承载力,但该方法对中长压杆计算值偏低,并且文中的重要参数板件正则化长细比尚待进一步确定。……

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