高強(qiáng)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(qiáng)度高、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)，隨著大型鋼結(jié)構(gòu)工程的不斷創(chuàng)新，不僅對(duì)鋼材強(qiáng)度提出更高的要求，同時(shí)要滿足更大的建筑使用空間的需求，從而促進(jìn)了高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。局部火災(zāi)一般不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成根本性損壞，拆除重建會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，因此需要對(duì)受火后結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行鑒定。本文針對(duì)高強(qiáng)度Q460鋼柱受火后的剩余承載力進(jìn)行試驗(yàn)研究及有限元分析，主要內(nèi)容和結(jié)論如下：

2、>　?、俨男栽囼?yàn)：設(shè)計(jì)了15組共計(jì)45個(gè)材性試件，對(duì)42個(gè)試件進(jìn)行升溫處理，并采取自然冷卻和浸水冷卻兩種方式進(jìn)行降溫，對(duì)高溫后的試件及作為對(duì)比的3個(gè)常溫試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到不同溫度、不同冷卻方式后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，進(jìn)一步得到屈服強(qiáng)度、彈性模量、極限強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率；并和普通鋼Q235及高強(qiáng)S460鋼高溫后力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比。
　?、诶碚摲治觯航榻B了國(guó)內(nèi)外規(guī)范對(duì)常溫下、高溫下軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力的計(jì)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(jì)算與分析。
　?、墼囼?yàn)研究：為研究高溫后高強(qiáng)Q460鋼柱的剩余承載力，設(shè)計(jì)了2種焊接截面類型共4根鋼柱。試驗(yàn)分兩步進(jìn)行，分別為受火試驗(yàn)階段和受火后加載試驗(yàn)階段。受火過(guò)程的溫度曲線按照國(guó)際組織制定的 ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果與常溫試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)中 a～c類柱子曲

4、線進(jìn)行對(duì)比，得出受火后高強(qiáng)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。
　?、苡邢拊治觯翰捎糜邢拊浖嗀NSYS建立火災(zāi)后高強(qiáng)鋼柱的有限元模型，并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。
　　⑤參數(shù)分析：采用經(jīng)驗(yàn)證的有限元模型對(duì) Q460鋼柱受火后的剩余承載力進(jìn)行參數(shù)分析，作為試驗(yàn)結(jié)果的擴(kuò)充。有限元模型考慮1/1000柱長(zhǎng)的初彎曲和受火后殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)化模型。主要參數(shù)為：受火溫度、長(zhǎng)細(xì)比和冷卻方式