Q460GJ鋼H型截面梁抗火性能分析.pdf

1、隨著我國經(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)運而生，而對易焊接、抗震、抗低溫沖擊等性能的要求越來越高，更多新的高強材料結(jié)構(gòu)鋼也層見迭出。GJ系列結(jié)構(gòu)鋼是為了趕超世界先進(jìn)水平，國內(nèi)自主研發(fā)的具有中國特色的高性能結(jié)構(gòu)用鋼。其具有優(yōu)良的性能參數(shù)指標(biāo)，保證了屈服強度的上下限、碳當(dāng)量、屈強比、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、可以作為評估鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)時及火災(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：對Q460GJ鋼8mm及10mm厚板進(jìn)行高溫拉伸試驗。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，每個溫度下進(jìn)行三個試件拉伸，從而得到不同溫度下的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線，進(jìn)一步得到屈服強度、極限強度。采用共振法測高溫下彈性模量，分別得到不同溫度下的初始彈性模量。并和各國規(guī)范、普通結(jié)構(gòu)鋼及高強S460鋼高溫下力學(xué)性能進(jìn)行對比。
　?、谑軓潣?gòu)件高溫下理論分析：介紹了國內(nèi)規(guī)范中受彎構(gòu)件的抗火計算方法，高溫下約束鋼梁的懸鏈線效應(yīng)理論，高溫下約束鋼梁的變形曲線，高溫下約束鋼梁的軸力與跨中撓度趨勢及大變形平衡

4、方程。
　?、燮胀ńY(jié)構(gòu)鋼梁高溫下有限元驗證：采用有限元軟件ABAQUS建立高溫下簡支梁及約束鋼梁的有限元模型，并分別與國外對應(yīng)試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了有限元模型高溫下的可靠性。
　?、躋460GJ鋼參數(shù)分析：采用ABAQUS建立Q460GJ常溫下簡支梁有限元模型與重慶大學(xué)熊剛老師試驗進(jìn)行了對比，驗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)動剛度、跨度、屈服強度的影響，驗證了Dwaikat撓度曲線的公式算法，并將約束鋼梁不同約束條件下的變形曲線與殷穎智論文中計算公式對比，驗證了正確性。
　　本文的創(chuàng)新點：1）試驗得到了Q460GJ鋼常溫至900℃的高溫下強度及剛度數(shù)據(jù)；2）采用有限元軟件ABAQUS分析了普通結(jié)構(gòu)鋼簡支梁與約束鋼梁高溫下力學(xué)及變形并與國外試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了模型分析的正確性；（3）使用ABAQUS采用Q46