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钢结构的大规模应用对材料性能提出了更高的要求,同时冶金技术的不断发展则使高性能高强度钢材成为可能,并使高性能高强度钢材正逐渐应用于实际工程中重要构件和关键节点。美国和日本等国的高性能高强度钢材的应用已经比较成熟,但目前我国高性能建筑结构用钢(GJ系列钢)的研究严重滞后于工程应用,影响了优质钢材的推广和合理的使用。本文依托国家自然科学基金项目(NO.51578089),在Q345GJ钢系列研究的基础上,对高性能高强度Q460GJ钢焊接H形截面单跨简支梁的整体稳定性能展开试验和数值研究。本文的主要研究工作及成果有:(1)对Q460GJ钢进行静力材料性能试验,获得钢材静力力学指标;(2)采用切条法对Q460GJ钢焊接H形截面的残余应力进行测试,并提出相应的残余应力分布模式,为后续钢梁整体稳定数值分析提供依据;(3)对切条法中弯曲切条进行统计分析,明确其变形基本符合圆弧假设,同时还针对弯曲条提出了“夹直测量”的方法,结果证明了该方法的有效性和效率高性;(4)运用ANSYS建立钢梁整体稳定分析有限元模型,并通过已有的钢梁试验数据验证了模型的合理性,验证表明该模型可以很好地反应钢梁刚度的变化以及和承载力的关系;(5)通过有限元模型进行参数化分析,分析了初始缺陷(初弯曲和残余应力)、截面尺寸、荷载类型等因素对整体稳定极限承载力的影响,结果表明初始缺陷和荷载类型对稳定系数影响较大,截面尺寸影响相对较小;(6)将极限承载力结果与不同国家和地区的钢结构规范的稳定系数进行对比,分析和探讨了不同规范的差别及原因,最后根据分析结果提出了相应的建议设计公式。本文的创新点:(1)首次通过试验测试和统计的方法明确了切条法中弯曲切条的变形形状与圆弧假设基本吻合;(2)首次在切条法中提出“夹直测量”的方法用于解决弯曲切条的变形问题,避免了繁琐的变形测量和公式修正;(3)首次提出了Q460GJ钢焊接H形截面的残余应力分布模型;(4)首次基于Q460GJ钢焊接H形钢梁提出相应的整体稳定系数建议设计公式。