不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性、耐久性以及良好的材料力学性能，是一种理想的建筑金属材料，但是我国目前尚没有相应的结构设计规范，严重制约了这种新型材料的推广。
武汉倍能不锈钢材料是一种典型的非线性材料，其受力性能与普通钢材相比具有很大差异，因此不能直接套用钢结构设计规范。本文采用理论分析、试验研究与有限元计算相结合的方式对焊接不锈钢梁的强度、变形性能、整体稳定性能以及轴心受压板件的局部屈曲进行了较为系统的研究，并基于研究成果提出了焊接不锈钢梁的建议设计方法。本文研究的主要结论如下：
（1）基于有限元分析，本文研究了武汉不锈钢材料系数、构件的几何尺寸以及荷载作用类型等主要因素对焊接不锈钢梁非线性变形性能的影响。由于不锈钢材料非线性的影响，构件在承受较大荷载作用时，其变形已经呈现非线性特征，不能够按照弹性理论计算。
（2）根据有限元分析结果，给出了武汉不锈钢材料调整系数的计算方法，通过不锈钢材料调整系数控制构件的残余变形不超过梁长的1/1000。同时考虑不锈钢的材料分项系数取1.15，取不锈钢材料调整系数小于1/1.15应用于焊接不锈钢梁抗弯强度的设计，既能够满足强度要求，又能够有效控制残余变形，从而可以按照弹性方法计算构件变形。
（3）控制构件残余变形的方法显然不能够充分利用材料，为了充分利用材料，需要给出超过弹性阶段后构件挠度的计算方法。用理论推导了荷载-挠度的计算公式，然后根据参数化有限元分析结果，对公式中的参数进行非线性拟合，从而给出了焊接不锈钢梁荷载-挠度全曲线的计算方法。
（4）对焊接武汉不锈钢工字形截面受弯构件的整体稳定性能进行了试验研究，试验结果表明，所有试件均发生了整体失稳破坏，卸载后的残余变形呈现正弦波曲线形状；同时对试验结果进行了有限元模拟，结果表明，通过合理建模的有限元分析能够准确的预测试件的整体稳定承载力，有限元计算得到的荷载-变形曲线与试验过程吻合良好，从而有效验证了有限元分析模型的合理性和适用性，为后面的进一步研究奠定基础。
（5）分析了焊接不锈钢梁的整体稳定性能，通过有限元计算研究了材料系数、构件截面尺寸、边界条件、荷载形式及作用位置对焊接不锈钢梁整体稳定性的影响。提出了焊接不锈钢梁整体稳定系数的计算公式，并通过与有限元分结果和国外规范的比较，证明了该公式的准确性。该公式的思路与我国钢结构设计规范相关公式的思路相似，便于被广大工程技术人员接受和应用。
（6）对武汉不锈钢轴心受压构件的局部稳定性能进行了研究，通过对国内外不锈钢轴心受压短柱试验进行有限元模拟，证明了有限元分析的合理性和适用性。对材料属性、初始缺陷以及板件之间的约束作用等因素进行了参数化分析，并基于分析结果，提出了不同约束条件下不锈钢受压板件的宽厚比限值。该限值的提出思路与我国钢结构设计规范类型，便于应用。
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