高強度Q460鋼柱受火后力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強度高、施工便捷等優(yōu)點，在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，也逐漸成為大跨及高層結(jié)構(gòu)的首選。近年來，隨著大型鋼結(jié)構(gòu)工程的不斷創(chuàng)新，不僅對鋼材強度提出更高的要求，同時要滿足更大的建筑使用空間的需求，從而促進了高強鋼的開發(fā)和應(yīng)用。局部火災(zāi)一般不會對結(jié)構(gòu)造成根本性損壞，拆除重建會造成資源的嚴(yán)重浪費，因此需要對受火后結(jié)構(gòu)的承載能力進行鑒定。本文針對高強度Q460鋼柱受火后的剩余承載力進行試驗研究及有限元分析，主要內(nèi)容和結(jié)論如下：

2、>　?、俨男栽囼灒涸O(shè)計了15組共計45個材性試件，對42個試件進行升溫處理，并采取自然冷卻和浸水冷卻兩種方式進行降溫，對高溫后的試件及作為對比的3個常溫試件進行拉伸試驗，得到不同溫度、不同冷卻方式后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，進一步得到屈服強度、彈性模量、極限強度及斷后伸長率；并和普通鋼Q235及高強S460鋼高溫后力學(xué)性能進行對比。
　?、诶碚摲治觯航榻B了國內(nèi)外規(guī)范對常溫下、高溫下軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的計算方法，并將常溫及高溫下的理論分

3、析方法延伸到高溫后剩余承載力的計算與分析。
　　③試驗研究：為研究高溫后高強Q460鋼柱的剩余承載力，設(shè)計了2種焊接截面類型共4根鋼柱。試驗分兩步進行，分別為受火試驗階段和受火后加載試驗階段。受火過程的溫度曲線按照國際組織制定的 ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。試驗得到受火后構(gòu)件的荷載-撓度曲線、荷載-軸向位移曲線及荷載-轉(zhuǎn)角曲線等；并將受火后試驗結(jié)果與常溫試驗結(jié)果及現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)中 a～c類柱子曲

4、線進行對比，得出受火后高強鋼焊接截面構(gòu)件仍可以按照現(xiàn)行規(guī)范截面類型取用的結(jié)論。
　　④有限元分析：采用有限元軟件ANSYS建立火災(zāi)后高強鋼柱的有限元模型，并將數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比，驗證了有限元模型的準(zhǔn)確性。
　?、輩?shù)分析：采用經(jīng)驗證的有限元模型對 Q460鋼柱受火后的剩余承載力進行參數(shù)分析，作為試驗結(jié)果的擴充。有限元模型考慮1/1000柱長的初彎曲和受火后殘余應(yīng)力的簡化模型。主要參數(shù)為：受火溫度、長細比和冷卻方式