Q460GJ鋼H型截面梁抗火性能分析.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以鋼骨架為主的大型高層建筑及大跨結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，而對(duì)易焊接、抗震、抗低溫沖擊等性能的要求越來(lái)越高，更多新的高強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)鋼也層見(jiàn)迭出。GJ系列結(jié)構(gòu)鋼是為了趕超世界先進(jìn)水平，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的具有中國(guó)特色的高性能結(jié)構(gòu)用鋼。其具有優(yōu)良的性能參數(shù)指標(biāo)，保證了屈服強(qiáng)度的上下限、碳當(dāng)量、屈強(qiáng)比、優(yōu)良的Z向性能。
　　在火災(zāi)條件下鋼結(jié)構(gòu)材性的降低會(huì)導(dǎo)致其承載能力的下降，火災(zāi)中鋼結(jié)構(gòu)被燒毀的事故多不勝數(shù)，因此鋼結(jié)構(gòu)的高溫性能研究

2、可以作為評(píng)估鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)時(shí)及火災(zāi)后性能的基礎(chǔ)。高建鋼的控軋控冷制作工藝、低C、S、P含量、微合金元素含量都使其具有更好的高溫性能。
　　本文針對(duì)高建鋼Q460GJ鋼高溫下的材性及鋼梁的臨界溫度、承載力、變形等進(jìn)行了研究分析，主要內(nèi)容與結(jié)論如下：
　?、貿(mào)460GJ鋼材性試驗(yàn)：對(duì)Q460GJ鋼8mm及10mm厚板進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)。每種厚度鋼板均進(jìn)行20℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、8

3、00℃、900℃溫度下的拉伸試驗(yàn)，每個(gè)溫度下進(jìn)行三個(gè)試件拉伸，從而得到不同溫度下的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)，進(jìn)一步得到屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度。采用共振法測(cè)高溫下彈性模量，分別得到不同溫度下的初始彈性模量。并和各國(guó)規(guī)范、普通結(jié)構(gòu)鋼及高強(qiáng)S460鋼高溫下力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比。
　?、谑軓潣?gòu)件高溫下理論分析：介紹了國(guó)內(nèi)規(guī)范中受彎構(gòu)件的抗火計(jì)算方法，高溫下約束鋼梁的懸鏈線(xiàn)效應(yīng)理論，高溫下約束鋼梁的變形曲線(xiàn)，高溫下約束鋼梁的軸力與跨中撓度趨勢(shì)及大變形平衡

4、方程。
　?、燮胀ńY(jié)構(gòu)鋼梁高溫下有限元驗(yàn)證：采用有限元軟件ABAQUS建立高溫下簡(jiǎn)支梁及約束鋼梁的有限元模型，并分別與國(guó)外對(duì)應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型高溫下的可靠性。
　　④Q460GJ鋼參數(shù)分析：采用ABAQUS建立Q460GJ常溫下簡(jiǎn)支梁有限元模型與重慶大學(xué)熊剛老師試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了常溫下有限元模型的可靠性。利用普通結(jié)構(gòu)鋼高溫下有限元方法建立Q460GJ鋼梁有限元模型，考慮穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析簡(jiǎn)支梁的臨界溫度、

5、臨界荷載及約束鋼梁的臨界溫度、軸向及轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、跨度、屈服強(qiáng)度的影響，驗(yàn)證了Dwaikat撓度曲線(xiàn)的公式算法，并將約束鋼梁不同約束條件下的變形曲線(xiàn)與殷穎智論文中計(jì)算公式對(duì)比，驗(yàn)證了正確性。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)：1）試驗(yàn)得到了Q460GJ鋼常溫至900℃的高溫下強(qiáng)度及剛度數(shù)據(jù)；2）采用有限元軟件ABAQUS分析了普通結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)支梁與約束鋼梁高溫下力學(xué)及變形并與國(guó)外試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了模型分析的正確性；（3）使用ABAQUS采用Q46