PDF《高温下与高温后 Q550D 高强钢材料力学性能试验》

2019 年7月范圣刚等:高温下与高温后 Q550D 高强钢材料力学性能试验 ・681・ peratures and the reduction factors were lower than the values in design standards. When the heating temperature ex- ceeded

400 ℃,the elastic modulus,yield strength and tensile strength of Q550D high strength steel significantly decreased at elevated temperature,and when the heating temperature exceeded

700 ℃,these three mechanical prop- erties were close to zero. Different cooling methods and various temperatures had little influence on the elastic modulus of Q550D high-strength steel. When the heating temperature was under

600 ℃,the reduction of yield strength and tensile strength of Q550D high-strength steel was not obvious after cooling from elevated temperatures, whereas,when the temperature was over

600 ℃,there was a significant reduction in yield strength and tensile strength. The yield strength and tensile strength of naturally cooled specimens decreased more than those cooled in water. Large differences existed between both yield strengths and tensile strengths of high-strength steels and ordinary structural steels after cooling from elevated temperatures. Keywords:high-strength steel;

mechanical property;

steady-state test;

cooling from elevated temperature;

reduction factor 与普通钢材相比, 高强度钢具有高强度、 良好的 韧性与可焊性等优点, 能够有效减轻结构自重与焊接 工作量, 降低建筑的全寿命周期成本, 因此被越来越 多地应用于国内外的建筑结构、 桥梁工程、 输电线路 等领域. 高强钢在结构受力性能、 建筑使用功能以及 社会效益和环保效益等方面具有明显优势. 高强钢 不仅能够进一步提高结构的安全性和可靠性;

而且还 能有效地减小构件尺寸, 从而降低用钢量、 减小构件 的焊接量以及降低钢构件的运输和吊装难度. 目前, 高强钢在国内外的建筑结构领域中已有少量的应用, 典型工程案例[1-2] 有国家体育场、 中央电视台新台址 主楼、 深圳市深圳会展中心、 扬州体育公园体育场、 澳大利亚悉尼市 Grosvenor Place 大楼、 美国休斯敦 Reliant Stadium. 然而, 无论是普通钢还是高强钢, 其在实际应用 中都面临着一个难以忽视的问题: 高温下钢材的力学 性能将会产生显著的下降, 且过火后的钢材会经受二 次破坏. 自911 恐怖事件过后, 钢结构的抗火性能引 起了工程界的广泛关注, 对钢结构进行抗火设计以及 火灾后的鉴定修复设计至关重要. 因此亟需对高强 钢在火灾下的力学性能进行研究, 使其在结构中的应 用不被高温所限制. 传统的碳素结构钢和低合金结构钢相比, 新的钢 材生产工艺技术能使高强钢化学成分具有更高的洁 净度, 使高强钢具有细化的晶粒组织、 良好的塑性和 较高的机械强度. 目前, 国内外学者对高温下和过火 后普通钢材力学性能的研究已经较为成熟, 且提出了 合理的本构模型与力学性能参数计算方法[3-9] . 然而 国内对高温下高强钢力学性能的研究很少, 主要开展 了在 Q460[10-11] 、 S690[12] 高强钢以及 G550[13] 冷成型 钢的高温力学性能试验研究, 而对于 Q550........