高強度Q690鋼材高溫力學性能研究
發(fā)布時間:2021-06-11 04:04
鋼結構因其輕質(zhì)、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,局部火災不會對結構產(chǎn)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(nèi)容如下:(1)高溫拉伸試驗:對Q690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)定的高溫力學性能進行對比;谝延械匿摬谋緲嬆P蛿M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。(2...
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
拉伸試件及其尺寸
高溫拉伸試驗采用 CMT5305 微機控制電子萬能試驗機加載。試件加熱采用筒式高溫試驗爐,試驗爐由內(nèi)嵌電阻絲通過供電發(fā)熱,最高加熱溫度為 1200℃,溫度控制精度在±3℃,通過伸入試驗爐中的3個熱電偶進行溫度控制,如圖2.4所示。試驗爐加熱分為上中下三個加熱區(qū),根據(jù)熱電偶反饋的溫度,來控制三個加熱區(qū)的加熱功率,使爐中溫度均勻。試驗拉伸時采用配套的位移引伸計緊套在試件的凸緣上,位移引伸計的連桿隨著試件變形而移動,從而將試件標距的變形傳導出來。應變引伸計安裝在位移引伸計的不受熱部分,來采集試件拉伸時試件的應變,如圖 2.5 所示。其中應變引伸計的初始長度和試件的標距同為 50mm,測得的即為試件應變。另外,應變引伸計的量程為 30%。5016210R25φ1610.5235 22 22 34
(a)位移引伸計 (b)應變采集圖 2.5 位移引伸計Fig 2.5 Acquisition system for displacement.3 高溫拉伸加載制度高溫下拉伸速率對試件拉伸結果影響比較大。圖 2.6 是溫度為 700℃時對在拉伸過程中改 7 變拉伸速率的應力-應變曲線,可以看出拉伸速率的改-應變曲線影響較大,當增大拉伸速率時,應力-應變曲線出現(xiàn)陡升現(xiàn)象。圖件 800-2 的加載速率為 0.3kN/s,試件 800-1 加載速率符合規(guī)范規(guī)定的加① 當應變 <1%,即屈服階段:拉伸速率 0.003/min,②應變 1%< <2%:均勻改變至 0.02/min,③ 應變 >2%,拉伸速率為 0.02/min。二者的應力-相差甚遠?梢钥闯龈邷叵峦辉嚰鞂焖俾矢淖兊姆磻潜容^且對于同一溫度采用不同的加載速率得到的應力-應變曲線差異比較大,越快,得到的強度越大。因此,高溫下拉伸加載制度對試驗結果非常重要
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高溫后鋼材及再生混凝土的力學性能試驗研究[J]. 陳宗平,陳俊睿,薛建陽,陳宇良. 工業(yè)建筑. 2014(11)
[2]高強結構鋼在建筑中的應用研究現(xiàn)狀[J]. 邱林波,劉毅,侯兆新,陳水榮,鐘國輝. 工業(yè)建筑. 2014(03)
[3]Q460高強鋼焊接H形柱軸心受壓力學性能數(shù)值分析[J]. 王彥博,李國強,陳素文,孫飛飛. 建筑鋼結構進展. 2013(05)
[4]高強度Q460鋼材高溫力學性能試驗研究[J]. 王衛(wèi)永,劉兵,李國強. 防災減災工程學報. 2012(S1)
[5]高強度螺栓過火冷卻后力學性能試驗研究[J]. 樓國彪,俞珊,王銳. 建筑結構學報. 2012(02)
[6]高強度鋼柱高溫下承載力數(shù)值計算方法[J]. 王衛(wèi)永,李國強. 土木建筑與環(huán)境工程. 2011(06)
[7]軸心受壓高強度H型鋼柱抗火性能[J]. 王衛(wèi)永,李國強,戴國欣. 重慶大學學報. 2010(10)
[8]高溫后結構鋼力學性能試驗[J]. 陳建鋒,曹平周. 解放軍理工大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]高溫后不同冷卻條件下鋼材力學性能試驗研究[J]. 張有桔,朱躍,趙升,胡克旭. 結構工程師. 2009(05)
[10]火災下軸心受壓H型截面約束鋼柱整體穩(wěn)定設計[J]. 王培軍,李國強. 土木建筑與環(huán)境工程. 2009(04)
碩士論文
[1]鋼材高溫蠕變性能試驗研究[D]. 閆守海.重慶大學 2015
[2]高強度Q460鋼柱受火后力學性能研究[D]. 劉天姿.重慶大學 2015
[3]Mg2Si/Mg-Sn基復合材料的組織控制與高溫蠕變行為研究[D]. 蔡添祥.華南理工大學 2013
[4]復合鋼板界面處高溫蠕變特性研究[D]. 時燁華.太原理工大學 2013
[5]約束高強度Q460鋼柱抗火性能研究[D]. 葛勇.重慶大學 2012
[6]GH36合金鋼高溫蠕變可靠性研究[D]. 馬延輝.昆明理工大學 2011
[7]復合鋼板壓力容器焊縫高溫蠕變研究[D]. 李煜.太原理工大學 2010
[8]16Mn結構鋼的高溫力學性能試驗研究[D]. 王躍琴.西安科技大學 2006
本文編號:3223775
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
拉伸試件及其尺寸
高溫拉伸試驗采用 CMT5305 微機控制電子萬能試驗機加載。試件加熱采用筒式高溫試驗爐,試驗爐由內(nèi)嵌電阻絲通過供電發(fā)熱,最高加熱溫度為 1200℃,溫度控制精度在±3℃,通過伸入試驗爐中的3個熱電偶進行溫度控制,如圖2.4所示。試驗爐加熱分為上中下三個加熱區(qū),根據(jù)熱電偶反饋的溫度,來控制三個加熱區(qū)的加熱功率,使爐中溫度均勻。試驗拉伸時采用配套的位移引伸計緊套在試件的凸緣上,位移引伸計的連桿隨著試件變形而移動,從而將試件標距的變形傳導出來。應變引伸計安裝在位移引伸計的不受熱部分,來采集試件拉伸時試件的應變,如圖 2.5 所示。其中應變引伸計的初始長度和試件的標距同為 50mm,測得的即為試件應變。另外,應變引伸計的量程為 30%。5016210R25φ1610.5235 22 22 34
(a)位移引伸計 (b)應變采集圖 2.5 位移引伸計Fig 2.5 Acquisition system for displacement.3 高溫拉伸加載制度高溫下拉伸速率對試件拉伸結果影響比較大。圖 2.6 是溫度為 700℃時對在拉伸過程中改 7 變拉伸速率的應力-應變曲線,可以看出拉伸速率的改-應變曲線影響較大,當增大拉伸速率時,應力-應變曲線出現(xiàn)陡升現(xiàn)象。圖件 800-2 的加載速率為 0.3kN/s,試件 800-1 加載速率符合規(guī)范規(guī)定的加① 當應變 <1%,即屈服階段:拉伸速率 0.003/min,②應變 1%< <2%:均勻改變至 0.02/min,③ 應變 >2%,拉伸速率為 0.02/min。二者的應力-相差甚遠?梢钥闯龈邷叵峦辉嚰鞂焖俾矢淖兊姆磻潜容^且對于同一溫度采用不同的加載速率得到的應力-應變曲線差異比較大,越快,得到的強度越大。因此,高溫下拉伸加載制度對試驗結果非常重要
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高溫后鋼材及再生混凝土的力學性能試驗研究[J]. 陳宗平,陳俊睿,薛建陽,陳宇良. 工業(yè)建筑. 2014(11)
[2]高強結構鋼在建筑中的應用研究現(xiàn)狀[J]. 邱林波,劉毅,侯兆新,陳水榮,鐘國輝. 工業(yè)建筑. 2014(03)
[3]Q460高強鋼焊接H形柱軸心受壓力學性能數(shù)值分析[J]. 王彥博,李國強,陳素文,孫飛飛. 建筑鋼結構進展. 2013(05)
[4]高強度Q460鋼材高溫力學性能試驗研究[J]. 王衛(wèi)永,劉兵,李國強. 防災減災工程學報. 2012(S1)
[5]高強度螺栓過火冷卻后力學性能試驗研究[J]. 樓國彪,俞珊,王銳. 建筑結構學報. 2012(02)
[6]高強度鋼柱高溫下承載力數(shù)值計算方法[J]. 王衛(wèi)永,李國強. 土木建筑與環(huán)境工程. 2011(06)
[7]軸心受壓高強度H型鋼柱抗火性能[J]. 王衛(wèi)永,李國強,戴國欣. 重慶大學學報. 2010(10)
[8]高溫后結構鋼力學性能試驗[J]. 陳建鋒,曹平周. 解放軍理工大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]高溫后不同冷卻條件下鋼材力學性能試驗研究[J]. 張有桔,朱躍,趙升,胡克旭. 結構工程師. 2009(05)
[10]火災下軸心受壓H型截面約束鋼柱整體穩(wěn)定設計[J]. 王培軍,李國強. 土木建筑與環(huán)境工程. 2009(04)
碩士論文
[1]鋼材高溫蠕變性能試驗研究[D]. 閆守海.重慶大學 2015
[2]高強度Q460鋼柱受火后力學性能研究[D]. 劉天姿.重慶大學 2015
[3]Mg2Si/Mg-Sn基復合材料的組織控制與高溫蠕變行為研究[D]. 蔡添祥.華南理工大學 2013
[4]復合鋼板界面處高溫蠕變特性研究[D]. 時燁華.太原理工大學 2013
[5]約束高強度Q460鋼柱抗火性能研究[D]. 葛勇.重慶大學 2012
[6]GH36合金鋼高溫蠕變可靠性研究[D]. 馬延輝.昆明理工大學 2011
[7]復合鋼板壓力容器焊縫高溫蠕變研究[D]. 李煜.太原理工大學 2010
[8]16Mn結構鋼的高溫力學性能試驗研究[D]. 王躍琴.西安科技大學 2006
本文編號:3223775
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