轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能研究

发布时间：2024-07-06 13:31

　　钢材虽为非燃材料,但是钢材不耐火。当温度约为500℃时,钢材的屈服强度约降低至常温屈服强度的一半。当温度达到600℃时,钢材将失去其大部分强度和刚度。因此研究钢结构的耐火性能是十分必要的。目前,各国大多数钢结构抗火设计规范采用基于计算的结构抗火设计方法,对单个钢构件进行不同尺寸、荷载工况下的高温承载力计算来获得结构的抗火设计方法。然而对于钢结构的抗火研究必须考虑结构的整体性即其他构件的约束作用才能更准确的贴近钢结构火灾下的实际情况。因此,许多学者在研究钢构件的抗火性能时考虑了其他构件的约束作用,为工程实践提供了理论依据。高强钢具有强度高,构件残余应力影响小,可以减轻结构重量,提高结构抗震性能,带来可观的经济和社会效益等优点,近年来,越来越多的建筑结构采用高强钢。Q690钢作为一种国产高强钢,在建筑结构中得到越来越多的应用,研究轴向约束高强度Q690钢柱的抗火性能具有重要意义。本文对轴向约束高强度Q690钢柱进行抗火性能研究,主要内容如下:(1)轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能试验:对6根轴向约束高强度Q690焊接H形钢柱进行抗火性能试验。根据ISO-834标准升温曲线设定升温,考虑了...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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英文摘要
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1 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 文献综述
        1.2.1 钢材高温力学性能研究现状
        1.2.2 无约束钢柱抗火性能研究现状
        1.2.3 轴向约束钢柱抗火性能研究现状
        1.2.4 目前研究存在的问题
    1.3 本文研究内容
2 轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能试验
    2.1 试验概况
        2.1.1 试验目的
        2.1.2 试件设计
        2.1.3 试验装置
        2.1.4 试验测点布置及采集设备
        2.1.5 试验步骤
    2.2 试验结果及分析
        2.2.1 试验现象及分析
        2.2.2 炉温测量及分析
        2.2.3 柱温测量及分析
        2.2.4 变形测量及分析
        2.2.5 轴力测量及分析
    2.3 本章小结
3 轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能有限元分析
    3.1 概述
    3.2 有限元模型概况
        3.2.1 单元类型及网格划分
        3.2.2 材料属性
        3.2.3 约束钢柱计算模型
        3.2.4 边界条件
        3.2.5 初始缺陷
    3.3 轴向约束钢柱试验与有限元结果对比
        3.3.1 柱中侧向位移-温度曲线对比
        3.3.2 轴向位移-温度曲线对比
        3.3.3 轴力比-温度曲线对比
        3.3.4 破坏形态对比
    3.4 本章小结
4 轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能参数分析
    4.1 概述
    4.2 轴向约束刚度比
    4.3 荷载比
    4.4 长细比
    4.5 初弯曲
    4.6 升温速率
    4.7 本章小结
5 轴向约束高强度Q690钢柱抗火性能设计方法
    5.1 概述
    5.2 无约束钢柱抗火设计方法
        5.2.1 欧洲规范EN1993-1-2
        5.2.2《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017
    5.3 轴向约束钢柱抗火设计方法
        5.3.1 约束钢柱简化设计方法
        5.3.2 轴力放大系数法
    5.4 轴向约束Q690钢柱抗火设计方法
        5.4.1 轴向约束Q690钢柱抗火屈曲温度设计方法
        5.4.2 轴向约束Q690钢柱抗火临界温度设计方法
        5.4.3 轴向约束Q690钢柱抗火性能设计方法验证
    5.5 轴向约束Q690与Q345钢柱抗火性能对比
    5.6 本章小结
6 研究结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
附录
    A 作者简介
    B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    C 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    D 作者在攻读硕士学位期间参加的学术会议
    E 作者在攻读硕士学位期间获得的荣誉奖励



本文编号：4002624