常温和高温下不锈钢圆柱头栓钉抗剪性能研究

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不锈钢材料具有较强的耐候性、良好的表观性、优异的力学性能,近年来在建筑结构中应用越来越广,且不断地向组合结构延伸.栓钉连接件是组合梁的重要组成部分,是实现混凝土板与钢梁共同工作的关键组件.然而,针对常温下和高温下不锈钢圆柱头栓钉抗剪连接件的受力性能研究尚不够充分,尤其是高温下连接件的荷载-滑移曲线更为缺乏.因此,为探究不锈钢圆柱头栓钉抗剪连接件受力性能,基于国产奥氏体S30408不锈钢材料,首先对常温下不锈钢圆柱头栓钉抗剪性能开展推出试验,获取其破坏模式和荷载-滑移曲线.在此基础上,通过有限元软件ABAQUS,建立了圆柱头栓钉的精细化有限元分析模型,对其常温下和高温下抗剪性能开展了数值模拟分析,且通过已有试验结果验证了有限元模型的准确性.最后,基于已验证的有限元模型,采用相继热力耦合分析方法,对不锈钢圆柱头栓钉抗剪性能开展了抗火分析,揭示了其火灾下的破坏过程和破坏机理,获得了圆柱头栓钉连接件在不同温度条件下的荷载-滑移曲线,为后续不锈钢-混凝土组合梁抗火性能分析提供重要的依据.
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H型钢拱结构中存在的残余应力对其稳定承载力有重要影响.本文利用有限元实体模型,通过预定义场功能引入H型钢煨弯工艺中产生的残余应力.考虑结构所受荷载形式、钢拱支承形式和长细比3个因素,研究了热弯残余应力对H型钢拱结构平面内稳定承载力的影响.结果表明:不同荷载形式下,热弯残余应力对H型钢拱平面内稳定承载力的影响在9%以内,且均布荷载作用下的热弯残余应力会使钢拱提前进入弹塑性阶段;不同支承形式下,热弯残余应力使H型钢拱平面内稳定承载力降低约8%;当正则化长细比在1.00~1.40之间时,热弯残余应力对H型钢拱平