【摘 要】
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混合钢种构件相较于均质钢种构件能够减少钢材用料,降低成本。目前,国内外对于混合钢种梁承载性能和延性的研究较少,且各国钢结构设计规范均基于均质钢种梁提出,能否应用于混合钢种梁尚不明确。为此,本文依托国家重点研发计划项目:高性能建筑结构钢材应用关键技术与示范（2018YFC0705503）,对混合钢种工字梁的抗弯承载力和延性进行了研究。主要内容及结论如下:对9个翼缘为Q690高强钢的混合钢种工字梁和1
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混合钢种构件相较于均质钢种构件能够减少钢材用料,降低成本。目前,国内外对于混合钢种梁承载性能和延性的研究较少,且各国钢结构设计规范均基于均质钢种梁提出,能否应用于混合钢种梁尚不明确。为此,本文依托国家重点研发计划项目:高性能建筑结构钢材应用关键技术与示范（2018YFC0705503）,对混合钢种工字梁的抗弯承载力和延性进行了研究。主要内容及结论如下:对9个翼缘为Q690高强钢的混合钢种工字梁和1个Q690高强钢均质钢种工字梁开展了两点加载试验,研究了钢种匹配方案、板件宽厚比对试件抗弯承载力和延性的影响。试验结果表明:当试件的腹板钢材等级由Q690下降至Q460时,其抗弯承载力下降了13.20%,延性提高了23.28%。对于腹板为Q550的试件,当腹板高厚比由29.00增加至37.33时,其抗弯承载力提高了26.35%,但延性下降了54.32%;当翼缘宽厚比由5.00增加至7.18时,其抗弯承载力提高了20.56%,延性下降了61.00%。基于有限元模型,分析了钢种匹配方案和板件宽厚比对混合钢种工字梁抗弯承载力和延性的影响。结果表明:对于翼缘为Q460～Q690的混合钢种工字梁,当腹板钢材等级高于Q235时,构件能达到全截面屈服强度;当腹板钢材等级高于Q345时,其延性随着腹板钢材等级的下降而提高。随着板件宽厚比的增大,翼缘、腹板容易发生局部破坏,同时削弱了彼此的约束作用,致使混合钢种工字梁延性下降。根据参数分析结果,提出了基于抗弯承载力和延性的钢种匹配方案,即腹板钢材与翼缘钢材屈服强度的比值需在0.56～1.00之间。在此范围内,混合钢种工字梁可以达到全截面屈服强度;同时,其延性不低于对应的均质梁,且会随着腹板钢材等级的下降而提高。基于钢种匹配方案和板件相互作用的影响,提出了可同时适用于混合钢种工字梁和均质钢种工字梁的延性截面设计法,能够较好地区分延性截面和非延性截面。
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