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在一般的钢压杆中,通常聚用限制板件宽厚比的方法,使板件的局部屈曲临界应力大于或等于压杆整体失稳的临界应力,从而确保在结构设训巾,以压杆整体稳定承载力作为设计的依据。面我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)仅对于Q235、Q345、Q390和Q420钢材的板件宽厚比限值作了具体规定,并末将Q460正式收列。此外,《钢结构设训规范》没有提出当板件宽厚比超过规范中的限值时如何处理。所以,有必要进行试验研究以榆验规范公式对高强角钢的适用性。
本文通过理论分析、试验研究及有限元计算研究了热轧单角钢胜件局部屈曲及宽厚比限值,并根据“等稳定”的原则,把角钢肢件局部的失稳与构件的整体失稳联系起来,推导出肢件局部屈曲不先于构什整体失稳的胺件宽厚比限值。为了验证理论推导,在西安建筑科技大学结构与抗震实验室做了十六组试件,每组试件选取四种截面(L125×8,L125×10,L160×10,11160×12),每种截面各取四种不同长细比(λ=30,λ45,λ=60,λ80),共四十八根试件的轴心受压试验,并根据实际的试验模型做了大量有限元模拟。最后用有限元分析了《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB9787-88中八种有代表性的截面,得出了相应的结论。
试验和有限元分析表明,GB50017-2003的宽厚比限值对于高强钢在大部分情况下是不太适用的,偏于严格。根据分析结果归纳出适用于Q460高强钢的公式:
6/t≤0.95×(5.5+0.14λ)(30≤λ≤100),λ为构件两主轴长细比的较大值,供修订钢结构设计规范参考。