高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼軸心受壓構(gòu)件抗火性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、韌性好、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，但其抗火性能較差，一直以來(lái)被認(rèn)為是鋼結(jié)構(gòu)的最大弱點(diǎn)。高強(qiáng)度鋼材作為鋼材的一種，最近幾年廣泛應(yīng)用于各種大跨及高層建筑，如北京奧運(yùn)主體育館“鳥(niǎo)巢”、國(guó)家游泳中心“水立方”、中央電視臺(tái)新大樓等。因此，對(duì)高強(qiáng)度鋼基本構(gòu)件的抗火性能研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文對(duì)國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼Q460的高溫材性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，包括高溫拉伸試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)法測(cè)彈性模量試驗(yàn)，得出

2、了高強(qiáng)度鋼Q460的彈性模量、屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度的計(jì)算模型，為高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)抗火性能研究提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)與普通結(jié)構(gòu)鋼的高溫材性對(duì)比發(fā)現(xiàn)：高強(qiáng)度鋼材的高溫力學(xué)性能較普通結(jié)構(gòu)鋼好。
　　為了得到高強(qiáng)度鋼Q460軸心受壓構(gòu)件高溫下極限承載能力，考慮了溫度對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響，采用三種方法對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算：臨界應(yīng)力法、逆算單元長(zhǎng)度法和ANSYS有限元法。在計(jì)算過(guò)程中，考慮了高強(qiáng)鋼柱的初始缺陷，包括殘余應(yīng)力、初始彎曲等，并分析了這兩

3、類初始缺陷大小、模式對(duì)高溫下鋼柱極限承載能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩類缺陷的影響均隨長(zhǎng)細(xì)比的增加而減小，殘余應(yīng)力模式對(duì)其影響較小。
　　通過(guò)采用臨界應(yīng)力法計(jì)算了高強(qiáng)度鋼的穩(wěn)定系數(shù)、穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)和臨界溫度，并將結(jié)果與普通結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：普通結(jié)構(gòu)鋼的穩(wěn)定系數(shù)、穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)和臨界溫度與高強(qiáng)度鋼結(jié)果有較大差別，其結(jié)果并不適用于高強(qiáng)度鋼。
　　最后，將ANSYS的分析結(jié)果與臨界應(yīng)力法及逆算單元長(zhǎng)度法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，表明所建有限元分