不锈钢焊接截面轴心受压构件整体稳定性能研究

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1、学校代码：密级：公开七交乂攀硕士专业学位论文不锈钢焊接截面轴心受压构件整体稳定性能研究作者姓名徐东辰工程领域建筑与土木工程指导教师张勇副教授培养院系土木建筑工程学院二零一五年三月如交乂孳硕士专业学位论文不锈钢焊接截面轴心受压构件整体稳定性能研究作者：徐东辰导师：张勇北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构

2、送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：以歹年月日签字曰期年月曰中图分类号：学校代码：：密级：公幵北京交通大学硕士专业学位论文不锈钢焊接截面轴心受压构件整体稳定性能研究作者姓名：徐东辰学号：导师姓名：张勇职称：副教授学位类别：工学学位级别硕士学科专业：建筑与土木工程研究方向钢结构北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师张勇副教授的悉心指导下完成的，张勇副教授教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来张勇老师对我的关心和指导。清华大学王元清

3、教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向王元清老师表示衷心的谢意。武汉大学的袁焕鑫对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，张晓彤、白凡等同学对我论文中的残余应力的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。最后，致谢国家自然科学基金中国博士后科学基金特别资助对全程研宄的赞助。中文摘要中文摘要摘要：不锈钢结构具有优良的耐腐蚀性，可以从根本上解决普通钢结构的耐久性问

4、题，在建筑结构中具有可观的应用前景。不锈钢材的非线性材料性能与普通钢材存在明显区别，而焊接不锈钢构件截面的残余应力分布也不同于普通钢结构构件，因此焊接不锈钢构件的稳定承载性能与普通钢构件应有所不同。现有的研宄成果主要针对薄壁的冷成型不锈钢结构构件，对于具有较高承载力的焊接截面不锈钢构件的研宄工作开展得较少，我国目前尚无不锈钢钢结构设计规范，这十分不利于不锈钢结构的推广应用。本文针对焊接截面不锈钢构件展开研宄，通过模型试验和数值计算，结合钢结构稳定相关理论，对焊接不锈钢轴心受压构件的整体稳定性能进行了较系统的研宄。本文的主要工作如下：进

5、行了根奥氏体和根双相型焊接不锈钢轴心受压柱整体稳定模型试验，试件截面分为工字形和箱形两种，得到了这两种材料焊接不锈钢柱的相关数据曲线和失稳模态。试验结果表明试件的极限承载力大致遵循了随柱长即长细比的增加而下降的趋势，符合钢结构稳定理论的推导结果。将试验得到的数据和国内现行的钢结构规范及欧洲不锈钢结构规范进行比较，分析两部规范的适用性，结果表明：试验数据高于欧洲规范中相应的设计曲线数据，欧洲规范中采用的类曲线和类曲线均较为保守；我国现行普通钢结构规范不能满足不锈钢结构设计要求，需要编制专用规范。建立了能够考虑整体初始缺陷、残余应力等影响

6、因素且能较为准确预测试件承载能力的梁柱单元有限元模型。分析结果表明有限元模型的失稳模态与试验试件的失稳模态相同：模型荷载位移曲线与试验荷载位移曲线发展趋势接近。通过对有限元计算结果与试验数据间的差异性进行分析，明确了误差产生的原因主要包括荷载偏心、支座约束条件及模型误差等。关键词：不锈钢；轴压构件；整体稳定；有限元分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Thekeyadvantagesofstainlesssteelstructuresaretheirremarkablecorrosionresistance,whi

7、chcanofferafundamentalsolutiontothelongtermcorrosionproblemsforcarbonsteelstructures,raisingtheirpromisingprospectinstructuralengineeringapplications.Inviewofthedisparitiesinmaterialpropertiesandresidualstressdistributionsbetweenstainlesssteelandcarbonsteelsections,theb

8、ucklingcapacitiesofweldedstructuralstainlesssteelmembersmaydiffersignificantlyfromcarbonsteelones.Themajorityo