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建筑设计新理念使建筑形式变得多样化,钢结构建筑越来越多地出现在人们的日常生活中。大跨度和超高层钢结构建筑的不断涌现,让国产GJ钢迎来了发展机遇。国产GJ钢由于其优良特性,在国内重大项目的建设中扮演着重要的角色。Q345GJ、Q460GJ已经被应用到一些实际工程中,但是对GJ系列建筑结构用钢的研究工作还相对比较滞后,尤其是对厚壁构件的研究,这将会带来设计的不合理以及优质钢材使用上的浪费。构件的稳定性和疲劳强度以及脆性断裂都会受到残余应力的影响,所以残余应力是构件层面设计和分析的一个重要因素。新版钢结构设计标准(GB50017-2017)即将实施,也已经引入了Q345GJ,但是对于Q460GJ钢的残余应力和力学性能等相关研究还不够全面,这会影响GJ钢的全面推广。本文基于国家自然科学基金项目(编号:51578089),对Q460GJ钢厚壁焊接箱形和H形截面残余应力展开研究,本文研究的主要内容包括:(1)对42mm和80mm厚Q460GJ钢进行静力材性试验。通过单向拉伸的材性试验,得到两种厚度钢板的部分力学参数以及对应的应力应变曲线。(2)采用切条法对Q460GJ钢80mm厚壁焊接箱形和H形截面的纵向残余应力进行测量,并采用夹直测量进行修正。(3)通过残余应力测试结果和分布情况,分析本次试验可能存在的误差和影响试验结果的因素。(4)采用分层切割探究截面纵向残余应力沿厚度方向的变化情况。将试验结果通过MATLAB软件绘制应力云图,从图中可以更直观地观察出截面各位置残余应力沿厚度方向的变化情况。(5)对已有残余应力分布模式进行总结,将本次试验结果进行拟合,提出残余应力分布模式,并找出与该模式最相近的现有模式,仔细分析两者的具体差异。本文的创新点:(1)首次将Q460GJ钢焊接箱形截面和H形截面残余应力研究的构件板厚提升到80mm,填补了Q460GJ钢残余应力研究在这个厚度的空白。(2)首次使用精加工的钻孔平台对钢板进行钻孔,可以提高钻孔效率和成孔质量。(3)提出Q460GJ钢残余应力简化分布模式,并大量总结现有残余应力分布模式,将本文所提模式与之对比。