工程力学 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (12): 113-120.doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.12.0705

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不锈钢压弯构件整体稳定性能有限元研究与承载力计算方法

宁克洋1,2, 杨璐1,2, 赵梦晗1,2   

  1. 1. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室, 北京 100124;
    2. 北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心, 北京 100124
  • 收稿日期:2018-12-29 修回日期:2019-04-19 出版日期:2019-12-25 发布日期:2019-05-09
  • 通讯作者: 杨璐(1982-),男,湖北人,教授,博士,博导,主要从事钢结构和组合结构方面的研究(E-mail:lyang@bjut.edu.cn). E-mail:lyang@bjut.edu.cn
  • 作者简介:宁克洋(1992-),男,安徽人,博士生,主要从事钢结构方面的研究(E-mail:1748262874@qq.com);赵梦晗(1992-),女,北京人,博士生,主要从事钢结构方面的研究(E-mail:18801190691@126.com).
  • 基金资助:
    北京市优秀人才培养资助项目(拔尖自然科学)(2017000026833ZK26);国家自然科学基金创新研究群体项目(51421005);北京工业大学研究生科技基金课题项目(ykj-2018-00250)

FE RESEARCH ON THE OVERALL STABILITY OF STAINLESS-STEEL BEAM-COLUMNS AND CALCULATION METHOD OF BEARING CAPACITY

NING Ke-yang1,2, YANG Lu1,2, ZHAO Meng-han1,2   

  1. 1. The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;
    2. Beijing Engineering Research Centre of High-rise and Large-span Prestressed Steel Structures, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
  • Received:2018-12-29 Revised:2019-04-19 Online:2019-12-25 Published:2019-05-09

摘要: 该文采用有限元软件ANSYS建立了焊接不锈钢压弯构件有限元模型,并基于试验结果验证了该模型的有效性。采用经验证的有限元模型分析了残余应力和几何初始缺陷对构件整体稳定性能的影响,并在广泛的截面等级、荷载偏心和长细比组合下进行了参数分析以产生足够的数据点。最后,利用有限元分析结果对我国现行《不锈钢结构技术规程》(CECS 410―2015)中的计算方法进行评价,并给出了提高计算精度的改进方法。结果表明:CECS 410―2015中的计算方法对于不锈钢焊接工字形和箱形截面压弯构件整体稳定承载力的预测均偏于保守,改进的计算方法能够更精确地预测不锈钢焊接工字形和箱形截面压弯构件的整体稳定承载力。

关键词: 不锈钢, 压弯构件, 整体稳定, 有限元研究, 计算方法

Abstract: The finite element (FE) software ANSYS was used to establish a FE model for a stainless steel welded-section beam-column. Based on the experimental results, the validity of the FE model was verified. The verified FE model was used to investigate the influence of residual stress and initial geometric imperfection on the overall stability of components and employed for parametric investigations to generate sufficient data points over a wider range of cross-section classes, including slenderness ratios and load eccentricities combinations. Based on the obtained FE results, the calculation method provided in CECS 410-2015 was assessed again, and an improved calculation method was proposed. The results indicate that the calculation method in CECS 410-2015 provides conservative predictions for the overall stability bearing capacity, and that the improved calculation method is more accurate in predicting the overall stability bearing capacity of stainless steel welded I-section and box-section beam-columns.

Key words: stainless steel, beam-column, overall stability, FE research, calculation method

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2018年11月15日