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在鋼結(jié)構(gòu)的有限元分析中，雖然歐洲鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中提出了Ｓ460鋼材(ｆｙ=460ＭＰａ)，美國(guó)的荷載抗力系數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范ＬＲＦＤ)中也提出了多種高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材，最高為Ａ514(ｆｙ=690ＭＰａ)，但是這兩個(gè)規(guī)范都是僅僅將高強(qiáng)度鋼材引入設(shè)計(jì)規(guī)范，簡(jiǎn)單套用傳統(tǒng)的普通鋼材鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算公式，并明確指出缺乏相關(guān)的試驗(yàn)和研究依據(jù)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(ＧＢ50017-2003)所規(guī)定的最高強(qiáng)度鋼材僅為Ｑ420鋼材(ｆｙ=420ＭＰａ)，尚不涉及超高強(qiáng)度鋼材鋼結(jié)構(gòu)。
從目前各國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)看，制定鋼結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的設(shè)計(jì)曲線時(shí)，均是考慮了截面殘余應(yīng)力和相當(dāng)于1‰構(gòu)件長(zhǎng)度的幾何初始缺陷。但由于目前超高強(qiáng)度鋼材軸心受壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究還比較少，而且試驗(yàn)中也很難將幾何初始缺陷準(zhǔn)確地控制為1‰構(gòu)件長(zhǎng)度，所以也無(wú)法直接根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果制定整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)曲線。
采用通用有限元軟件ANSYS，對(duì)2組共11個(gè)超高強(qiáng)度鋼材(690ＭＰａ和650ＭＰａ)焊接箱形截面軸心受壓柱的整體穩(wěn)定進(jìn)行了有限元分析，并與相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了有限元模型的正確性。
計(jì)算的超高強(qiáng)度鋼材焊接箱形軸心受壓柱共11個(gè)試件，分為兩組。第一組試件為6個(gè)650ＭＰａ鋼材方形軸心受壓柱，其截面尺寸、焊縫形式和幾何初始缺陷如圖和表所示。第二組試件為5個(gè)690ＭＰａ鋼材軸心受壓柱，包括方形和矩形兩種截面，具體數(shù)據(jù)如圖和表所示。圖表中，ｂ是截面邊長(zhǎng)，ｔ是板厚，Ｂ是翼緣寬度，Ｄ是腹板高度，Ｌ是柱的長(zhǎng)度，Ａ是柱截面積，Ｉ是截面慣性矩，ｅ是柱中截面處的總的幾何初始缺陷，等于柱中截面處的構(gòu)件初彎曲ｖ0和荷載的初偏心ｅ0之和。
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