Details

The subject of the graduate qualification work is “Distinctive Features of Local Buckling Behavior in High-Strength Steel”. This study focuses on the unique local buckling performance of high-strength steel components used in steel structures. The goal of the assigned work is to analyze the ways in which different factors, including joint design, welding parameters, plate thickness, and steel grade selection, impact the overall integrity and stability of structural elements, especially when complex loading are present. SS690Q and S960MC, are the subject of the study, in which through in-depth numerical simulations applied to five different structural components types and investigates their performances regarding loading scenarios. The work was completed using a combination of analytical calculations and finite element modeling, which allowed for detailed examination of important mechanisms like the distribution of residual stress from welding, the propagation of cracks over time, and the impact of moderate seismic loads on connection behavior. The results indicate that S960MC performs best in thin column design whereas S690Q provides superior performance in beam applications because of its ductile deformation properties. Seismic factors greatly increase joint sensitivity, whereas residual loads and weld-induced defects are verified as important causes of early buckling. In conclusion, the findings provide structural engineers with important information that they may apply to maximize the use of high-strength steel. To achieve these results, the study employed advanced information technologies, including Dlubal RFEM 6.0, IDEA Statica, for finite element analysis and MATLAB for numerical data post-processing. The expedient evaluation and high-precision modeling required for the thorough assessment of local buckling behavior in high-strength steel components.

В исследовании рассматриваются характерные особенности локальной потери устойчивости элементов из высокопрочной стали, применяемых в конструкциях зданий и сооружений. Целью работы является анализ влияния различных факторов, таких как конструкция соединений, параметры сварки, толщина стального листа и выбор марки стали на общую целостность и устойчивость конструктивных элементов, особенно при наличии сложных нагрузок. В исследовании рассматриваются марки стали S690Qи S960MC, для которых были проведены численные моделирования на пяти типах конструктивных элементов с учётом различных сценариев нагружения. Работа выполнена с применением аналитических расчётов и метода конечных элементов, что позволило детально проанализировать такие важные механизмы, как распределение остаточных напряжений после сварки, развитие трещин во времени и влияние умеренных сейсмических воздействий на поведение сварных соединений. Результаты показали, что S960MC демонстрирует наилучшую эффективность в тонкостенных колоннах, тогда как S690Q обеспечивает лучшие результаты при использовании в балочных элементах благодаря своей высокой пластичности. Сейсмические воздействия значительно увеличивают чувствительность соединений, а остаточные напряжения и сварочные дефекты подтверждены как важные причины ранней потери устойчивости. Таким образом, результаты работы предоставляют конструкторам ценные сведения для эффективного применения высокопрочной стали в проектировании. Для достижения поставленных целей были использованы современные информационные технологии, включая DlubalRFEM6.0 и IDEAStatiCa для конечного элементного анализа, а также MATLAB для последующей обработки численных данных. Эти программные инструменты обеспечили высокоточное моделирование и оперативную оценку, необходимые для комплексного анализа локальной устойчивости элементов из высокопрочной стали.