高強度Q690鋼材高溫力學性能研究.pdf

1、鋼結構因其輕質、高強和施工便捷的優(yōu)點逐漸成為大跨及高層結構的首選。在建筑工程中采用高強鋼，能夠減少構件的截面尺寸和結構自重,進而增加建筑面積。但是鋼材不耐火，當溫度達到600℃時，鋼材喪失大部分剛度和強度。所以對鋼結構抗火性能的研究意義重大，鋼材高溫下力學性能是鋼結構抗火性能研究的基礎。有研究表明高溫下鋼材的蠕變對結構的影響較大，在進行結構抗火性能分析時，需要考慮蠕變對結構的影響，否則將會使結構抗火設計偏于不安全。另外，局部火災不會對結

2、構產生根本性破壞，拆除或重建會造成資源浪費，需要對火災后結構進行安全評估。鋼材高溫后的力學性能是進行火災后鋼結構安全評估的基礎。所以本文對高強度Q690鋼高溫下力學性能、高溫蠕變性能和高溫后力學性能進行研究，并對考慮高溫蠕變后Q690鋼柱的抗火性能進行分析，本文的主要內容如下：
　?、俑邷乩煸囼灒簩690鋼材進行高溫拉伸試驗，得到高溫下Q690鋼的彈性模量，屈服強度，極限強度和應力-應變曲線；與其他高強度鋼材和歐洲規(guī)范EC3規(guī)

3、定的高溫力學性能進行對比。基于已有的鋼材本構模型擬合高溫下Q690鋼的應力-應變曲線，提出彈性模量和屈服強度的簡化計算公式。
　?、诟邷厝渥冊囼灒簩690鋼材進行高溫蠕變試驗，得到高溫下蠕變-時間曲線。并與Q460鋼和Q345鋼的高溫蠕變性能進行對比分析?；谝延械娜渥兡Ｐ蛿M合Q690鋼高溫蠕變試驗數(shù)據(jù)，得到關于溫度T的參數(shù)。
　　③高溫后拉伸試驗：對試件加熱至特定溫度后，采用兩種冷卻方式（自然冷卻和浸水冷卻）冷卻至室溫進

4、行拉伸。得到高溫后不同冷卻方式的彈性模量、屈服強度、極限強度和斷后伸長率。并與其它鋼材高溫后的力學性能進行對比。提出簡化計算公式計算高溫后力學性能。
　?、苡邢拊治觯翰捎糜邢拊浖嗀BAQUS，利用本文得到的Q690鋼高溫下的力學性能和擬合的高溫蠕變模型，對考慮蠕變影響的Q690鋼柱進行抗火分析。利用已有的鋼柱高溫試驗對有限元進行驗證，并分析長細比、升溫速率、荷載比和高溫材性對Q690鋼柱的抗火性能的影響。
　　本文創(chuàng)新點