高強度結構鋼軸心受壓構件抗火性能研究.pdf

1、鋼結構以其強度高、韌性好、施工周期短等優(yōu)點在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應用，但其抗火性能較差，一直以來被認為是鋼結構的最大弱點。高強度鋼材作為鋼材的一種，最近幾年廣泛應用于各種大跨及高層建筑，如北京奧運主體育館“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”、中央電視臺新大樓等。因此，對高強度鋼基本構件的抗火性能研究具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　本文對國產(chǎn)高強度鋼Q460的高溫材性進行了試驗研究，包括高溫拉伸試驗和動態(tài)法測彈性模量試驗，得出

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

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