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焊接双相型不锈钢工字形受弯构件整体稳定性能研究

舒赣平 徐秀 顾悦言 蒋庆林 郑宝锋

舒赣平, 徐秀, 顾悦言, 蒋庆林, 郑宝锋. 焊接双相型不锈钢工字形受弯构件整体稳定性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(2): 1-25. doi: 10.13206/j.gjgSE20081701
引用本文: 舒赣平, 徐秀, 顾悦言, 蒋庆林, 郑宝锋. 焊接双相型不锈钢工字形受弯构件整体稳定性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(2): 1-25. doi: 10.13206/j.gjgSE20081701
Ganping Shu, Xiu Xu, Yueyan Gu, Qinglin Jiang, Baofeng Zheng. Study on the Lateral-Torsional Buckling of Duplex Stainless Steel Welded I-Section Flexural Members[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(2): 1-25. doi: 10.13206/j.gjgSE20081701
Citation: Ganping Shu, Xiu Xu, Yueyan Gu, Qinglin Jiang, Baofeng Zheng. Study on the Lateral-Torsional Buckling of Duplex Stainless Steel Welded I-Section Flexural Members[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(2): 1-25. doi: 10.13206/j.gjgSE20081701

焊接双相型不锈钢工字形受弯构件整体稳定性能研究

doi: 10.13206/j.gjgSE20081701
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51808110);江苏省自然科学基金项目(BK20180399);国家重点研发计划项目(2018YFC0705502-4)。

详细信息
    作者简介:

    舒赣平,男,1964年出生,教授。

    通讯作者:

    郑宝锋,zhengbaofengseu@gmail.com。

Study on the Lateral-Torsional Buckling of Duplex Stainless Steel Welded I-Section Flexural Members

Funds: 

The research work described in this paper is supported by National Science Foundation of China through the project No. 51808110, Jiangsu Science Foundation through the project No. BK20180399, National Key Technologies R & D Program through the projects No. 2018YFC0705502-4.

  • 摘要: 不锈钢结构具有良好的力学性能和优异的耐腐蚀性,是强腐蚀性环境下重要基础设施的最佳结构方案之一。关于不锈钢结构的研究始于20世纪60年代,随着人们对结构耐久性和安全性重视程度的不断提升,相关研究在近20年得到迅猛发展。现有研究在不锈钢材料力学性能和冷成型构件的设计理论方面积累了丰富的成果,然而在焊接截面构件的受力性能方面研究相对较少,且尚未将不锈钢材料力学特征融合到构件设计方法中。为此将对焊接双相型不锈钢工字形受弯构件整体稳定性能进行试验研究,结合双相型不锈钢材料的力学特征,改进相应的设计公式。
    首先设计了一种加载点约束型钢梁整体稳定试验的四点受弯装置,摒弃传统试验装置释放加载点约束的策略,采用加载点约束型,实现加载与侧向约束同点布置,明确构件的边界条件,有效降低装置对构件的多余约束;然后针对7根受弯构件开展了初始缺陷测量、材料力学性能试验和整体稳定性能试验,获得了全面的试验数据,并将试验数据与欧洲规范和中国规范的预测值进行了对比;建立了受弯构件的有限元分析模型,将有限元分析结果与试验结果进行对比验证模型的准确性,并采用该模型进行了参数化分析;最后基于参数化分析结果,考虑不锈钢材料的屈服后显著应变强化的特点,改进了钢梁整体稳定承载力计算公式。
    试验中除S-DI-150-3000发生局部-整体相关屈曲外,其余构件均发生侧向弯扭屈曲破坏,将试验结果与欧洲规范和中国规范预测值进行对比,结果表明:上述规范的预测值均偏于保守,试验值与计算值比值的均值分别为1.23和1.18;所建立的有限元分析模型可以准确预测构件的承载力,试验值与计算值比值的均值为1.06;基于参数化分析结果和不锈钢材料的特点,建立了两阶段的受弯构件整体稳定承载力的计算公式,当正则化长细比不小于0.54时,采用改进的Perry公式表达正则化长细比与稳定系数之间的关系;当正则化长细比小于0.54时,近似采用线性方程表达两者的关系;在此阶段构件稳定系数大于1.0,以抗拉强度与屈服强度的比值作为最大值,充分利用不锈钢材料屈服后显著应变强化的特征。将试验数据与所提公式的计算值进行对比表明:该方法具有较高的精度,试验值与所提公式预测值的比值均值为1.0,标准差为0.11。
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  • 收稿日期:  2020-12-20
  • 网络出版日期:  2021-05-08

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