屈服強(qiáng)度550mpa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)可靠度分析

《屈服強(qiáng)度550mpa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)可靠度分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、2007全國(guó)輕型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)研討會(huì)論文集屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)可靠度分析李元齊1，沈祖炎1，王彥敏2，秦雅菲2，王磊1，劉飛1，王樹坤2，劉翔1，宋延勇1，劉偉(1．同濟(jì)人學(xué)上海200092；2．博思格建筑系統(tǒng)住宅部上海201613)摘要：屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼構(gòu)件在澳大利亞等國(guó)家被廣泛應(yīng)用于低層房屋住宅中，但在國(guó)內(nèi)住宅結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用尚屬于起步階段，相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還是空白。本文系統(tǒng)介紹了基于試驗(yàn)研究的屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼三類基本構(gòu)件(軸壓、偏壓、受彎)的設(shè)計(jì)可靠度分析。在此

2、基礎(chǔ)上，提出了屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材性指標(biāo)及各類基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。研究成果為這類高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)提供了技術(shù)依據(jù)，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修改和制定提供了試驗(yàn)和理論研究基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼計(jì)算模式不定性設(shè)計(jì)可靠度分析目標(biāo)可靠指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)1引言近年來(lái)，高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼在國(guó)外，特別是在澳大利亞的低多層住宅和門式鋼架體系中開始廣泛應(yīng)用，并取得了一定的工程經(jīng)驗(yàn)?。相關(guān)資料表明，高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼代替普通冷彎薄壁型鋼的使用，可使這類結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材30％左右。目前，這種高強(qiáng)冷彎

3、薄壁型鋼在國(guó)內(nèi)開始被推廣使用。國(guó)內(nèi)寶山鋼鐵股份有限公司寶鋼分公司(以下簡(jiǎn)稱“寶鋼”)有能力生產(chǎn)這種高強(qiáng)鋼薄板材，但我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50018—2002)12J主要針對(duì)Q235及Q345鋼材，對(duì)于這類強(qiáng)度高、延性低的特殊鋼材冷彎薄壁型鋼還沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)定。因此，為加速推廣高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼在我國(guó)的應(yīng)用，有必要對(duì)高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行研究。本文采用一次二階矩方法，對(duì)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上存在的國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口屈服強(qiáng)度550MPa高強(qiáng)鋼材(以下簡(jiǎn)稱“550MPa”高強(qiáng)鋼材)冷彎薄壁型鋼常用的軸心受壓構(gòu)件、偏心受

4、壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件的可靠度進(jìn)行分析，最終確定其合理的計(jì)算模式、目標(biāo)可靠指標(biāo)及對(duì)應(yīng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)，為這類新型高強(qiáng)鋼材冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)依據(jù)。2設(shè)計(jì)可靠度分析基本理論一次二階矩方法是目前廣泛采用的確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度的方法。其基本計(jì)算方法剮3】[鍆：首先將結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能函數(shù)展成泰勒級(jí)數(shù)，忽略高階項(xiàng)，僅保留線性項(xiàng)。再利用基本隨機(jī)變量的一階矩、二階矩求取功能函數(shù)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差，從而確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠指標(biāo)，這里采用改進(jìn)的一次二階矩方法。該方法將函數(shù)線性化點(diǎn)取在設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)，從而提高了可靠指標(biāo)盧的計(jì)算精度，并保證了對(duì)同一結(jié)構(gòu)問(wèn)

5、題∥的唯一性。對(duì)非正態(tài)變量，只要把它的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差轉(zhuǎn)化為當(dāng)量正態(tài)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，則口的計(jì)算與上述相同。3材性及幾何不定性統(tǒng)計(jì)分析3．1結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強(qiáng)度M的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強(qiáng)度M與兩部分因素有關(guān)，一部分為由標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)測(cè)得到的材料強(qiáng)度廠1，，另一部分考慮構(gòu)件中實(shí)際材料強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)測(cè)強(qiáng)度的差別K。對(duì)于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，可取礫=0．94IjJ。標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)測(cè)得到的550MPa高強(qiáng)鋼材屈服強(qiáng)度，v由博思格公司(以下簡(jiǎn)稱“博思格”)提供。根據(jù)550MPa高強(qiáng)鋼材的厚度和常用的截面規(guī)格并參考國(guó)外的規(guī)定，本文主要統(tǒng)計(jì)分析厚度壓1．6

6、mm的數(shù)據(jù)。隨厚度增加，材料強(qiáng)度變化較大。因此，本文將材料強(qiáng)度分為四擋，即：A(KO．6mm)，平均伸長(zhǎng)率為2．0042％；B(0．6mm≤f≤0．9mm)，平均伸長(zhǎng)率為10．1871％；C(0．9mm<壓1．2mm)，平均伸長(zhǎng)率為12．3036％；及D(》1．2舢[11)，平均伸長(zhǎng)率為15．6713％。經(jīng)對(duì)樣本量大于50的數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)H】表明，550MPa高強(qiáng)鋼材屈服強(qiáng)度的分布服從正態(tài)分布。表1給出了550MPa高強(qiáng)鋼材屈服強(qiáng)度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。表155伽Pa高強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析數(shù)量Hf，Of，蚌KM哆=％=‰厚度類

7、別pKf。，l(MPa)A類(k0．6nun)528724．878620．23021．31801．23890．0279B類(0．6mms，≤0．9mm)3396664．391920．99331．20801．13550．0316C類(0．9mm

8、輕型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)研討會(huì)論文集3．2構(gòu)件幾何特性的統(tǒng)計(jì)分析本文所分析的截面包括圖l所示c型截面和兀型圖。由圖可見(jiàn)，博思格的數(shù)據(jù)基本服從正態(tài)分布。截面。截面尺寸的隨機(jī)變量包括截面高度矗，寬度6，由實(shí)測(cè)結(jié)果分別計(jì)算得到的截面高度．1z，寬度6，厚厚度f(wàn)等，圖2給出了代表性厚度的實(shí)測(cè)值