【摘 要】
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随着钢材冶炼技术的进步和焊接工艺水平的提高,高强钢已广泛应用于高层建筑、桥梁和大型体育场馆等。与普通低碳钢相比,高强钢有巨大的经济和社会效益。采用高强钢能够有效减少构件的截面尺寸,减轻结构自重,降低工程成本,拥有更大的建筑使用空间,同时也符合绿色发展战略,创建节能环保型社会。钢结构虽然具有诸多优点,但耐高温性能差是其显著缺点之一。日常生活中,由于用电用气的不规范而引发的建筑火灾屡见不鲜,这无疑给钢
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随着钢材冶炼技术的进步和焊接工艺水平的提高,高强钢已广泛应用于高层建筑、桥梁和大型体育场馆等。与普通低碳钢相比,高强钢有巨大的经济和社会效益。采用高强钢能够有效减少构件的截面尺寸,减轻结构自重,降低工程成本,拥有更大的建筑使用空间,同时也符合绿色发展战略,创建节能环保型社会。钢结构虽然具有诸多优点,但耐高温性能差是其显著缺点之一。日常生活中,由于用电用气的不规范而引发的建筑火灾屡见不鲜,这无疑给钢结构建筑带来严重的威胁。因此,准确评估钢构件火灾下的力学性能显得尤为重要。现行的国内外钢结构抗火设计规范主要针对普通低碳钢,并不完全适用于高强钢。高温下钢材力学性能的退化十分明显,高温蠕变将增大构件的变形,迫使其提前失效。我国钢结构抗火设计规范中尚未提出高温下防止板件发生局部屈曲的宽厚比限值,也未给出宽厚比超限后构件的承载力计算方法。为了补充和完善高强钢抗火设计方法,本文对高强度Q960钢受压构件高温下的局部稳定性能开展试验研究和有限元分析,主要内容如下:（1）高温拉伸试验:采用恒温加载的试验方法对国产高强度Q960钢材开展高温拉伸试验,温度范围为20℃～900℃,共计23个试件,得到其高温下的力学性能,包括:不同名义应变下的屈服强度、弹性模量和应力-应变曲线等。基于试验数据,通过拟合得到高强度Q960钢材高温下的力学性能折减系数和高温本构模型。同时,同时也将Q960钢材高温下的力学性能与其他不同强度等级的高强钢进行了对比分析。（2）高温蠕变试验:采用恒温加载的试验方法对国产Q960高强钢进行蠕变拉伸试验,温度范围为450℃～900℃,共计22个试件,考察了不同温度和应力水平的影响,获得了Q960钢材高温蠕变应变-时间曲线。根据试验数据和Fields＆Fields蠕变模型,拟合得到适用于Q960钢材的高温蠕变模型。（3）高温下局部稳定试验:设计2组共计8个试件,对高强度Q960焊接H形钢柱开展了局部稳定试验研究。包括2个常温试件和6个高温试件。考察了不同截面形式、温度和升温方式对钢柱局部稳定性能的影响,测量并记录了试件的升温曲线、钢柱的轴向变形、板件横向变形和局部稳定承载力。（4）高温下局部稳定性能分析:采用ABAQUS软件模拟了高强度Q960钢受压构件高温下局部稳定试验,并将计算结果与试验结果进行对比,验证了有限元建模方法的准确性和可靠性。采用以上建模方法,对高强度Q960钢受压构件高温下局部稳定性能进行大量的参数分析,重点考察了翼缘宽厚比、腹板高厚比、温度、长细比、初始几何缺陷和焊接残余应力的影响。（5）简化设计方法:基于上述参数分析计算结果,提出了Q960焊接H形截面受压构件局部稳定承载力简化计算方法。
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