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岩土研究院

高强度钢材钢结构的抗震性能

325 2021-07-08 09:59:14

往复循环荷载下钢材的力学性能

本书对高强度结构钢材 Q460C 和 Q460D 进行了不同加载制度下的单调和循环加载试验,得到了不同加载制度下的应力-应变关系,探讨不同加载制度对其本构关系的影响,研究其材料本构模型、力学性能、破坏模式、变形和延性特征、损伤退化特性。同时基于 Ramberg-Osgood 模型,拟合得到高强度结构钢材在循环荷载下的应力-应变关系骨架曲线,并求得了各自的循环骨架曲线参数。在 Chaboche 钢材塑性本构模型的基础上,通过试验数据标定求得高强度结构钢材循环加载本构模型的参数,并结合有限元程序 ABAQUS 对不同循环加载制度下的滞回曲线进行了有限元模拟。研究结果为准确分析计算高强度钢材钢结构在地震作用下的受力性能提供了前提条件。

试验概况

第1组试件为 Q460C 钢材。试验所用 Q460C 钢材,钢材的力学性能如图2-15和表 2-6 所示。钢材力学性能和化学成分满足《低合金高强度结构钢》GB/T 1591—2008的要求。试验中试件的尺寸如图6-1 所示,共有16 个试件。试验加载装置如图 6-2所示。

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Q460C 钢材试件的加载制度如表6-1和图6-3 所示,共有12 种试件,其中加载制度 6 的试件 BM3-4 表面未处理,其余试件的表面均经过铣床处理,两种试件的对比如图 6-1(b)所示。采用拉压引伸仪测量应变,引伸仪标距为20mm,拉量程为 50%,压量程为25%。试验中采用位移控制加载,尽管实际加载曲线和设计加载制度有一定差异,但最大不超过5%。当试件在循环荷载作用下发生较大屈曲或试件变形超过引伸仪量程时停止循环加载,然后将试件直接拉断。

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第2 组试件为 O460D 钢材。,钢材的力学性能如表 6-2 所示,化学成分如表6-3 所示。力学性能和化学成分满足《低合金高强度结构钢》 GB/T1591—2008的要求。试件尺寸与 Q460C 钢材的一致,如图6-1 所示。试验共设计了17 个试件,共计14 种加载制度,如表6-4 和图6-4 所示。加载装置、试验方法和 Q460C 钢材的一样,如图6-2 所示。当试件在循环荷载作用下发生较大屈曲或者试件变形超过引伸仪量程时停止循环加载,然后将试件直接拉断。

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