Q460高强度钢材焊接T形截面压杆整体稳定性能研究科研成果

以高强度钢材在建筑钢结构中的应用为研究背景，采用理论分析与试验研究相结合的方法研究高强度钢压杆的整体稳定性能，属国际最新前沿课题之一。 主要研究内容包括：1）开展Q460高强度钢材焊接T形截面压杆极限承载力试验，获得钢材材性、构件几何初始缺陷及残余应力实测值，为理论分析提供依据；获得压杆极限承载力试验值，为验证有限元方法的正确性提供依据；2）通过考虑了实测初弯曲、初偏心以及残余应力等因素影响的压杆整体稳定性能数值分析，揭示高强度钢材焊接T形截面压杆整体失稳机理；3）利用基于简化初始几何缺陷及残余应力模型的有限元方法对不同尺寸的高强度钢材焊接T形截面压杆极限承载力进行计算，将其结果与现行规范的计算结果加以对比，提出高强度钢材焊接T形截面压杆整体稳定设计的合理化方法和建议。 研究成果可望解决高强度钢材焊接T形截面压杆整体稳定设计中的基本问题，为高强度钢材在建筑结构中的推广应用提供参考和依据。 2100433B

众所周知，细长杆压曲载荷公式是数学家欧拉首先导出的。他在1744年出版的变分法专著中，曾得到细长压杆失稳后弹性曲线的精确描述及压曲载荷的计算公式。1757年他又出版了《关于柱的承载能力》的论著（工程中习惯将压杆称为柱），纠正了在1744年专著中关于矩形截面抗弯刚度计算中的错误。而大家熟知的两端铰支压杆压曲载荷公式是拉格朗日（Lagrange J L）在欧拉近似微分方程的基础上于1770年左右得到的。1807年英国自然哲学教授杨（Young T）、1826年纳维先后指出欧拉公式只适用于细长压杆。1846年拉马尔（Lamarle E）具体讨论了欧拉公式的适用范围，并提出超出此范围的压杆要依*实验研究方可解决问题的正确见解。关于大家熟知的非细长杆压曲载荷经验公式的提出者，则众说纷纭，难于考证 。一种说法是瑞士的台特迈尔（Tetmajer L）和俄罗斯的雅辛斯基（Ясинский Φ С）都曾提出过有关压杆临界力与柔度关系的经验公式，雅辛斯基还用过许可应力折减系数计算稳定许可应力。

《土木工程名词》第一版。 2100433B

除压杆外，其他构件也存在稳定失效问题。例如在内压作用下的圆柱 形薄壳，壁内应力为拉应力，这就是一个强度问题。蒸汽锅炉、圆柱形薄壁容器就是这种情况；但如圆柱形薄壳在均匀外压作用下，壁内应力变为压应力(图五)，则当外压到达临界值时，薄壳的圆形平衡就变为不稳定，会突然变成由虚线表示的长圆形。与此相似，板条或工字梁在最大抗弯刚度平面内弯曲时，会因载荷达到临界值而发生侧向弯曲(图六)。薄壳在轴向压力或扭矩作用下，会出现局部折皱。这些都是稳定性问题。 2100433B